Energiförbrukning är ett hett ämne i världen idag, eftersom världens befolkning fortsätter att växa. Som ett resultat ökar också den globala energiförbrukningen snabbt och utsläppen av koldioxid därmed, vilket påverkar global uppvärmning och klimatförändringar. Således kommer utvecklingen av förnybara energikällor att bli en av nödvändighet. Solenergi utgör en förnybar energikälla och uppvisar en enorm potential för att tillgodose det globala energibehovet. En solcell är kan användas för att omvandla solljus till elektricitet. Många typer av solceller har utvecklats under det senaste decenniet, och forskning för att förbättra effektiviteten kommer att fortsätta i framtiden. Material baserade på kopparhalogenidkomplex har uppvisat intressanta optiska och elektrokemiska egenskaper på grund av flera laddningsöverföringsexciterade tillstånd. Genom att kombinera kopparhalogenidsystem med organiska ligander med två bindningsgrupper, kommer komplexet att kunna bilda nätverksstrukturer i flera dimensioner och därmed effektivt kunna leda ström. Eftersom kopparhalogenidkomplex uppvisar unika optiska och elektriska egenskaper, är det värt att undersöka dem för användning i solceller. Syftet med examensarbete har varit att undersöka kopparhalogenidkomplex med optiska och elektrokemiska egenskaper. Kopparhalogenidkomplex med bidentatligander har syntetiserats och applicera som tunna filmer undersöktes. I kapitel 1 och 2 av uppsatsen presenteras bakgrunden och en introduktion av denna studie, samt de experimentella metoderna. I kapitel 3 beskrivs syntesen av kopparjodid-4,4'-bipyridinkomplex och karakteriseringen av detsamma. Applicering av det resulterande materialet på glassubstrat diskuteras också. I kapitel 4 beskrivs syntesen av kopparhalogenid-N-oxid-4,4'-bipyridinkomplex med efterföljande karakterisering. I kapitel 5 undersöks metoder för att applicera kopparjodidpyridin på koppar-folie och FTO-belagda glassubstrat. / Energy consumption is presently a hot topic in the world since the world’s population continues to grow. As a result, global energy consumption is increasing rapidly and the emission of carbon dioxide is also increasing, which causes global warming and climate change. Thus, the development of renewable energy sources will be one of the solutions. Solar energy is one of the renewable energy sources and has a huge potential to satisfy the global energy demand. A solar cell harvests light and converts it to electricity. Many kinds of solar cells have been developed in the past decades, and investigation for the improvement of the efficiency will be continued in the future. Copper halide organic complex materials have some potential for optical and electrochemical properties due to several charge transfer states inside the structure. By combining copper halide with bidentate organic ligands, the complex will form high dimensional network structure and will have electrical property due to the formation of electron conducting paths. Since copper halide complex has potential for unique optical and electrical properties, it is worth investigating for the further photovoltaic application. The aim of the thesis is to investigate copper halide complex material showing optical and electrochemical property. Copper halide complex with bidentate ligands were synthesized and the way to apply copper halide complex to films were also investigated in this thesis. In chapter 1 and 2, the background and the introduction of this study and the experimental methods are presented. In chapter 3, the synthesis of copper iodide 4,4’-bipyridine complex and the characterization of the complex sample are presented. The application of the complex to glass substrate is also discussed. In chapter 4, the synthesis of copper halide N-oxide-4,4’-bipyridine complex and the characterization are discussed. In chapter 5, the way to apply copper iodide pyridine to copper foil and FTO-coated glass substrate is discussed.

The United Nations have set a number of sustainability goals, Agenda 2030, in order to combat the worlds largest challenges and injustices. The energy market is one of these urgent issues which must be solved. Solar energy is expected to be the fastest growing energy source in the future energy mix. It can be a great way to provide zero emission energy and also become a key part in equality as it can provide energy to people who live off the grid today and raise quality of life all over the world. The aim of this study is to compare different ligands in a copper halide complex to conclude what structural properties of the ligand might be better suited for photoluminescent applications, and especially in solar cells. Eight ligands were chosen for the complexes depending on their level of conjugation: 4,4’-bipyridine, tri(o-tolyl)phosphine, 3,6-di-2-pyridyl-1,2,4,5-tetrazine, pyridine, pyrimidine, pyrazine, phenanthroline, and 2,2’-bipyridine. A series of analytical methods were used to compare the complexes properties; X-Ray diffraction, emission and excitation spectroscopy, time-resolved photoluminescence spectroscopy, microscopy and thermochromism. From these measurements, pyridine and pyrimidine proved to have the greatest potential for working in a solar cell. This was deduced because of the detected crystallinity, having luminescence under UV-light, forming distinct wavelength peaks during excitation and emission in the flourometer, having the longest excited state lifetime and and finally, emitting distinctive colours during thermochromism. When creating the solar cell, pyridine was chosen as ligand due to higher availability than pyrimidine. The method used in this project for making the solar cell is directly applied form a previously tested method, but which was designed for another type of electron donor. This project compared the different ways of applying the copper halide complex on to the cell. The methods used were spin-coating and SILAR for creating the copper iodide thin film and vapour diffusion and immersion to introduce the ligand. These four methods were combined systematically for all combinations. The solar cells were then put in a solar simulator where voltage, current, efficiency and fill factor was measured. The best results came form the solar cell where spin coating and immersion was used, though the overall efficiency of the created cells were low. Copper halide complexes in previous studies have been proven to be reactive with oxygen and the experiments in this project were not carried out in an inert environment. This could have had significant impact on the measurements, as reactions between the complexes and oxygen may have resulted in oxidation and thus inactivation of the complexes. Therefore, it would be interesting to conduct the syntheses again but instead in an inert environment to determine whether oxygen made a major impact on the measurements. In further studies, it would also be worthwhile to investigate how the different layers of the solar cell would have to be adapted for this particular complex to obtain higher efficiency and voltage. Also, making thin film of pyrimidine to be used in a solar cell as it showed the attributes required for a solar cell. Furthermore, it would be interesting to use derivatives of pyrimidine, such as uracil and cytosine which are abundant in nature, as they might be more sustainable choices. This is due to their inherent biodegradability and not posing a threat to either health or environment when handled.

Sammanfattning på svenska: I nutiden, forskning och innovationer båda från akademi och industri försätter för att minska effekterna från klimatförändring. Ett av många viktiga område där utvecklingen fortsätter är litiumjonbatterier (LIB). På grund av den ökade energiförbrukningen i många områden (främst transporter) har ökat fossila bränsleförbrukningar och orsakat behovet av energi att lagras mer. Samhället kan inte bara fokusera på global miljövänlig batteriproduktion för att lösa detta problem. Samtidigt är det nödvändigt att koncentrera på hur man utvärderas begagnade batterierna som vi redan har. Återvinning av litiumjonbatterier har därför börjat få en ökad betydelse. Utmaningar för batteri återvinning är energi kravet för steg på processen och andra processer kan orsaka att skadliga ämnen släpps ut i naturen. Därför är det mycket viktigt att veta hur ett batteri påverkas av interna och externa förändringar från första till sista steget i återvinning och hur detta kommer att påverka de andra stegen. Detta examensarbete fokuserar på lösningsbaserade urladdningssteget i LIB-återvinning och syftar till att hitta den optimal temperatur genom att utforska möjliga förändringar som observerats på katodmaterialet. Inom ramen för projektet planerades temperaturoptimeringsstudien att göras genom att kombinera kemiska förändringar både inom och utanför batteriet i lösningsurladdningen. Detta är med en diskussion om särskilt fokus på att uppnå en hållbar återhämtning och kvaliteten på katodmaterialet. / In today's world, where global warming is felt in every sense, Research & Development (R&D) studies are continuing rapidly both in companies and in research networks to minimize its effects. One of the most important areas where developments continue is on lithium-ion batteries (LIBs). The increased energy consumption in many areas (mainly transportation), has increased fossil fuel consumption and caused the need for energy to be stored more. In this sense, focusing on only global-environmentally friendly battery production is insufficient to solve this problem. At the same time, it is necessary to concentrate on how to evaluate the used batteries that we already have. Therefore, lithium-ion battery recycling has begun to gain importance. Challenges for battery recycling are that some of the processes require energy inputs and others can generate harmful substances that require containment. Therefore, it is very important to know how a battery is affected by internal and external changes from the first to the last stage of recycling and how this will affect the other stages. This master thesis focuses on the solution discharge step in LIB recycling and aims to find the optimum temperature range for the discharge step of LIB recycling by exploration of the possible changes observed on the cathode material. In the scope of the project, the temperature optimization study was done by combining the chemical changes both inside and outside of the battery in the solution discharge. This is with a discussion of a particular focus on achieving a sustainable recovery and the quality of cathode material.

Biologiska processer hos olika organismer påverkas av ultraviolett-B-strålning (UV-B). Kunskapen om förändringar i UV-B-flödet som nått planetens yta under det geologiska tidsspann sedan flercelligt liv uppstod är dock begränsad. Följaktligen har olika biologiska proxies använts som ett sätt att försöka rekonstruera UV-B-flödet som når jordens yta. Växter reagerar på fluktuationen av UV-B genom att variera produktionen av fenolföreningar såsom parakumarsyra (pCA) och ferulinsyra, och därför kan dessa beståndsdelar användas som UV-B-proxys. UV-B-absorberande föreningar (UAC) finns i växternas yttersta skikt, den så kallade kutikulan men även i pollen och sporer, vilka oftaär välbevarade i det geologiska arkivet. Ändå är användningen av kutikula som UV-B-proxy inte lika undersökt. Därför syftar denna magisteruppsats till att analysera kemiska förändringar i fossila växters från trias – jura-gränsen (c. 200 miljoner år gamla)  och deras potential som UV-B-proxys. Eftersom de fossila löven behövde rengöras från sediment och från förkolnat mesofyll, gjordes också en analys av de kemiska förändringarna som orsakades av de olika rengöringsstegen. Icke-destruktiva tekniker, som mikro-FTIR och konfokalt Raman-mikroskop, användes för analysen. Försöken visade att analysen endast kunde utföras med mikro-FTIR på grund av den höga auto-fluorescensen hos de fossila bladen  vilketförhindrade analys med Raman. Signifikanta förändringar orsakades då Schulzes reagens användes för borttagning av mesofyllet, vilket ledde till nitrering av kutikulan. Ett mindre aggressivt och mer hållbart alternativ till denna process har visat sig vara väteperoxid, vilket orsakade mindre förändringar av den fossila kutikulans kemiska sammansättning. Dessutom upptäcktes indikation på förekomst av UAC endast i Ginkgoites regnellii, vilket indikerar att eventuell nedbrytning av dessa föreningar inträffade under diagenesen av de andra analyserade fossilerna. / Biological processes of different organisms are impacted by ultraviolet-B radiation (UV-B). However, knowledge about alterations in the UV-B flux reaching the planet’s surface during the geological past is limited. Consequently, different biological proxies have been used as an approach to attempt reconstructing the UV-B flux reaching Earth’s surface. Plants respond to the fluctuation of UV-B by varying the production of phenolic compounds such as p-coumaric acid (pCA) and ferulic acid, and therefore these constituents can be used as UV-B proxies. UV-B-absorbing compounds (UACs) can be found in the cuticle, pollen, and spores, which are all well-preserved in the geological record. Nevertheless, the use of cuticles as UV-B proxy is not as explored. Hence, this Master’s thesis aimed to analyse chemical changes in the plant cuticles from the Triassic–Jurassic boundary and their potential as UV-B proxies. Moreover, as the cuticles needed to be cleaned from rocks and isolated from coalified mesophyll, an analysis of the chemical changes caused by the cleaning steps was also done. Non-destructive techniques, as micro-FTIR and confocal Raman microscope, were used for the analysis.  Yet, the analysis could only be conducted with micro-FTIR due to auto-fluorescence of the leaves preventing success with Raman. Main changes during the cleaning steps were caused using Schulze’s reagent, which led to nitration of the cuticles. A less aggressive and more sustainable alternative to this process is shown to be hydrogen peroxide, which caused minor alteration of the fossil cuticle’s chemical composition.  Moreover, indication of the presence of UACs was detected only in Ginkgoites regnellii, indicating that possible degradation of these compounds occurred during diagenesis of the other fossils analysed.

The aim of this thesis work was to gain understanding of the interactions between talc mineral and surfaces, liquids and chemicals relevant for industrial applications, such as pulp and paper. Talc is used in the pulp and paper industry as a filler pigment, in control of pitch (lipophilic extractives) deposits and as a coating pigment. A deeper understanding of talc interactions will be beneficial in optimizing its use. Long-range attractive interactions between talc and hydrophobic model probes, as well as pitch probes, have been measured using the atomic force microscope (AFM) colloidal probe method. Two procedures for preparation of pitch colloidal probes were developed to allow these studies. Model hydrophobic, nanorough surfaces with surface energy characteristics similar to talc have also been prepared and their interactions with hydrophobic model probes compared to interactions between hydrophobic model probes and talc. It is demonstrated that talc mineral interacts with model hydrophobic particles, as well as with pitch, by long-range attractive forces, considerably stronger than the expected van der Waals force. The possible origin of the measured interaction forces is discussed, and the conclusion is that the main cause is an attractive capillary force due to formation of a gas/vapor capillary between the surfaces. Force measurements using model hydrophobic, nanorough surfaces show that a large-scale waviness does not significantly influence the range and magnitude of the capillary attraction, but large local variations in these quantities are found. It is demonstrated that a large variation in adhesion force corresponds to a small variation in local contact angle of the capillaries at the surfaces. The nature of the surface topographical features influences the capillary attraction by affecting the local contact angle and by pinning of the three-phase contact line. The effect is clearly dependent on the size of the surface features and whether they exist in the form of crevices or as extending ridges. Entrapment of air also affects the imbibition of water in pressed talc tablets. The effects of wetting and dispersion agents on the interactions between talc and hydrophobic probes have also been investigated. It is demonstrated that a common dispersing agent used for talc, poly(acrylic acid), does not affect the capillary attraction between talc and non-polar probes. In fact, the results strongly suggest that poly(acrylic acid) does not adsorb on the basal plane of talc. From this finding it is inferred that the stabilizing effect of this additive most likely is due to adsorption to the edges of talc. In contrast, a wetting agent (the non-ionic triblock copolymer Pluronic PE6400) removes the long-range capillary attraction. It is suggested that such an ability to replace air at the talc surface is of great importance for an efficient wetting agent. The Hamaker constant for talc has also been estimated by using optical data obtained from spectroscopic ellipsometry. It is demonstrated that a nanocrystalline talc mineral, cut in different directions displays very small differences in Hamaker constant between the different crystallographic orientations, whereas a microcrystalline sample displays a significantly higher value. The estimated Hamaker constants are discussed for different material combinations of relevance for the pulp- and paper industry, such as cellulose and calcium carbonate. / Målet med detta avhandlingsarbete var att öka förståelsen för interaktioner mellan talkmineral och ytor, vätskor och kemikalier relevanta för industriella applikationer, såsom papper och massa. Talk används i pappers- och massaindustrin som fyllmedel, för kontroll av hartsrika (lipofila extraktivämnen) avsättningar och som bestrykningspigment. En djupare förståelse för talkinteraktioner kommer att vara användbart för att optimera dess användning. Långväga attraktiva interaktioner mellan talk och hydrofoba modellpartiklar, såväl som mellan talk och hartspartiklar, har uppmätts med hjälp av atomkraftsmikroskopi (AFM) genom att fästa kolloidala partiklar på kraftsensorn. Två metoder för att framställa partiklar gjorda av harts har utvecklats för att möjliggöra dessa studier. Hydrofoba, nanostrukturerade modellytor med ytenergier liknande de för talk har också tillverkats och deras växelverkan med hydrofoba modellpartiklar har jämförts med dem mellan talk och hydrofoba modellpartiklar. Studierna visar att talkmineral växelverkar med hydrofoba modellpartiklar, såväl som med harts, genom långväga attraktiva krafter som är betydligt starkare än den förväntade van der Waals kraften. Möjliga orsaker till de uppmätta växelverkanskrafterna diskuteras och slutsatsen blir att huvudorsaken är en attraktiv kapillärkraft som uppkommer genom att en gas-/ångkapillär bildas mellan ytorna. Kraftmätningar gjorda med hydrofoba nanostrukturerade modellytor visar att en storskalig vågighet inte nämnvärt påverkar storleken av kapillärattraktionen, men stora lokala variationer existerar. Det demonstreras att en stor variation i adhesionskraft motsvaras av en liten variation i lokal kontaktvinkel för kapillärerna på ytorna. Ytornas topografi påverkar kapillärattraktionen genom att påverka den lokala kontaktvinkeln samt genom att trefaskontaktlinjen inte kan röra sig fritt över ytan. Effekten är tydligt beroende av huruvida ytojämnheterna existerar i form av nedsänkningar eller upphöjningar. Instängd luft påverkar också pressade talktabletters uppsugningsförmåga av vatten. Vätnings- och dispergeringsmedels inverkan på växelverkan mellan talk och hydrofoba partiklar har undersökts. Resultaten visar att ett vanligt dispergeringsmedel för talk, polyakrylsyra, inte påverkar kapillärattraktionen. I själva verket tyder data på att polyakrylsyra inte adsorberas på talks basalplan. Utifrån dessa resultat dras slutsatsen att polyakrylsyra stabiliserar talkdispersioner genom att adsorbera på talkkanterna. Ett vanligt vätmedel (nonjonisk triblock sampolymer Pluronic PE6400) tar å andra sidan bort långväga kapillärattraktion. Detta antyder att egenskapen att ersätta luft på talkytan är av stor betydelse för effektiva vätmedel. Hamakerkonstanten för talk har uppskattats genom att utnyttja optiska data från ellipsometrimätningar. Det demonstreras att ett nanokristallint talkmineral kapat i olika riktningar uppvisar mycket små skillnader i Hamakerkonstant mellan de olika kristallografiska orienteringarna, medan ett mikrokristallint prov uppvisar ett betydligt högre värde. De beräknade Hamakerkonstanterna diskuteras för olika materialkombinationer relevanta för pappersindustrin, såsom cellulosa och kalciumkarbonat. / QC 20100813

The chemical bond – a corner stone in science and a prerequisite for life – is the focus of this thesis. Fundamental and applied aspects of chemical bonding are covered including the development of new computational methods for the characterization and rationalization of chemical interactions. The thesis also covers the study of corrosion of copper-based materials. The latter is motivated by the proposed use of copper as encapsulating material for spent nuclear fuel in Sweden. In close collaboration with experimental groups, state-of-the-art computational methods were employed for the study of chemistry at the atomic scale. First, oxidation of nanoparticulate copper was examined in anoxic aqueous media in order to better understand the copper-water thermodynamics in relation to the corrosion of copper material under oxygen free conditions. With a similar ambition, the water-cuprite interface was investigated with regards to its chemical composition and reactivity. This was compared to the behavior of methanol and hydrogen sulfide at the cuprite surface. An overall ambition during the development of computational methods for the analysis of chemical bonding was to bridge the gap between molecular and materials chemistry. Theory and results are thus presented and applied in both a molecular and a solid-state framework. A new property, the local electron attachment energy, for the characterization of a compound’s local electrophilicity was introduced. Together with the surface electrostatic potential, the new property predicts and rationalizes regioselectivity and trends of molecular reactions, and interactions on metal and oxide nanoparticles and extended surfaces. Detailed atomistic understanding of chemical processes is a prerequisite for the efficient development of chemistry. We therefore envisage that the results of this thesis will find widespread use in areas such as heterogeneous catalysis, drug discovery, and nanotechnology. / Den kemiska bindningen – en hörnsten inom naturvetenskapen och oumbärlig för allt liv – är det centrala temat i den här avhandlingen. Både grundläggande och tillämpade aspekter behandlas. Detta inkluderar utvecklingen av nya beräkningsmetoder för förståelse och karaktärisering av kemiska interaktioner. Dessutom behandlas korrosion av kopparbaserade material. Det sistnämnda är motiverat av förslaget att använda koppar som inkapslingsmaterial för hanteringen av kärnavfall i Sverige. Kvantkemiska beräkningsmetoder enligt state-of-the-art har använts för att studera kemi på atomnivå, detta i nära sammabete med experimentella grupper. Initialt studerades oxidation av kopparnanopartiklar under syrgasfria och vattenrika förhållanden. Detta för att bättre kartlägga koppar-vattensystemets termodynamik. Av samma orsak detaljstuderades även gränsskiktet mellan vatten och kuprit med fokus på dess kemiska sammansättning och reaktivitet. Resultaten har jämförts med metanols och vätesulfids kemiska beteende på ytan av kuprit. En övergripande målsättningen under arbetet med att utveckla nya beräkningsbaserade analysverktyg för kemiska bindningar har varit att överbrygga gapet mellan molekylär- och materialkemi. Därför presenteras teoretiska aspekter samt tillämpningar från både ett molekylärt samt ett fast-fas perspektiv. En ny deskriptor för karaktärisering av föreningars lokala elektrofilicitet har introducerats – den lokala elektronadditionsenergin. Tillsammans med den elektrostatiska potentialen uppvisar den nya deskriptorn förmåga att förutsäga samt förklara regioselektivitet och trender för molekylära reaktioner, och för interaktioner på metal- och oxidbaserade nanopartiklar och ytor. En detaljerad förståelse av kemiska processer på atomnivå är en nödvändighet för ett effektivt utvecklande av kemivetenskapen. Vi förutspår därför att resultaten från den här avhandlingen kommer att få omfattande användning inom områden som heterogen katalys, läkemedelsdesign och nanoteknologi. / <p>QC 20170829</p>

In a time when microorganisms are controlling the world, research in biology is more relevant than ever and this requires some powerful instruments. Optical tweezers use a focused laser beam to manipulate and probe objects on the nano- and microscale. This allows for the exploration of a miniature world at the border between biology, chemistry and physics. New methods for biophysical and physicochemical measurements are continuously being developed and at Umeå University there is a need for a new system that combines several of these methods. This would truly be the new Swiss army knife of biophysical and biomechanical research, extending their reach in the world of optical tweezing. My ambition with this project is to design and construct a robust system that incorporates optical trapping with high-precision force measurements and Raman spectroscopy, as well as introducing the possibility of generating multiple traps by using a spatial light modulator (SLM). The proposed design incorporates four different lasers and a novel combination of signal detection techniques. To allow for precise control of the systems components and laser beams, I designed and constructed motorized opto-mechanical components. These are controlled by an in-house developed software that handles data processing and signal analysis, while also providing a user interface for the system. The components include, motorized beam blockers and optical attenuators, which were developed using commonly available 3D printing techniques and electronic controllers. By designing the system from scratch, I could eliminate the known weaknesses of conventional systems and allow for a modular design where components can be added easily. The system is divided into two parts, a laser breadboard and a main breadboard. The former contains all the equipment needed to generate and control the laser beams, which are then coupled through optical fibers to the latter. This contains the components needed to move the optical trap inside the sample chamber, while performing measurements and providing user feedback. Construction and testing was done for one sub-system at a time, while the lack of time required a postponement for the implementation of Raman and SLM. The system performance was verified through Allan variance stability tests and the results were compared with other optical tweezers setups. The results show that the system follows the thermal limit for averaging times (τ) up to ~1 s when disturbances had been eliminated, which is similar to other systems. However, we could also show a decrease in variance all the way to τ = 2000 s, which is exceptionally good and not found in conventional systems. The force-resolution was determined to be on the order of femtonewtons, which is also exceptionally good. Thus, I conclude that this optical tweezers setup could lie as a solid foundation for future development and research in biological science at Umeå University for years to come.

Nanopartiklar är partiklar med storlekar i området 1 till 100 nm, och som uppvisar nanospecifika egenskaper. Egenskaperna kan variera helt mellan olika typer av nanopartiklar, även bland partiklarna och deras respektive material i bulk format på grund av deras unika storlekar, former och strukturer. I denna studie har vi analyserat storlekarna och den kolloidal stabiliteten på tre nanopartiklar, Co, Y2O3, CeO2 i färskvatten och färskvatten med naturligt organiskt material med hjälp av sonifikation, NTA, AAS och ICP analys. Nanopartiklarna lät vara utsatta i lösningarna i upp till six timmar, där analys med hand av NTA skedde efter den nollte, första och sjätte timmen. Partiklarna uppvisade olika egenskaper, och alla tre partiklar varierade i storlek under experimentet. Kobalt hade tendensen att minska i storlek i bägge lösningar, medan storlekarna på yttrium- och cerium oxid tenderade att variera. För att främja vår förståelse av nanopartiklar, behövs fler studier för att få en full förståelse för de unika egenskaperna hos dessa partiklar. / Nanoparticles are particles with sizes in the range of 1 to 100 nm, which also have nanospecific properties. Their properties vary wildly between different types of nanoparticles, even among nanoparticles and their respective particles in bulk format heeding to their highly individual shapes, sizes and structures. In this study we analyzed the sizes and colloidal stability of three different nanoparticles, Co, Y2O3 and CeO2 in freshwater and freshwater with natural organic matter solutions using sonication, NTA-, AAS-, and ICP analysis. The nanoparticles were exposed to the solutions for up to six hours, with analysis being performed at the zero, first and sixth hour. The particles indeed showed different properties, as all three particles varied in size throughout the experiment. Cobalt had the tendency to decrease in size as time progressed in both solutions, while the mean size of yttrium- and cerium oxide varied. To further our understanding of nanoparticles, more studies need to be performed to properly understand the individual properties of these nanoparticles.