Vad är nanopartiklar?

En nanopartikel är en ultralad partikel med minst en dimension mellan 1-100 nanometer (nm).En nanometer är lika med en miljard till en meter.Den lägre storleksgränsen hjälper till att skilja en partikel från slumpmässiga kluster av atomer.Den övre gränsen är den största vid vilken storleksrelaterade egenskapsskillnader normalt manifesterar sig.

Denna definition är allmänt accepterad, även om den är lite godtycklig.Det finns publicerade referenser till nanopartiklar i storlekar utanför intervallet 1-100 nm.Det som gör sådana partiklar av intresse för forskare är de unika materialegenskaperna som ibland är resultatet av deras storlek.När partiklar manifesterar sådana egenskaper kommer de sannolikt att betraktas som nanopartiklar även om de inte passar exakt inom det definierade storleksintervallet.

Det är inte nödvändigtvis så att en nanopartikel kommer att visa egenskapsskillnader från större instanser av samma material.När det inträffar kan fastighetsskillnaderna bero på kvanteffekter.Det är också sant att vid nanoskala har partiklar i ett material en relativt större ytarea jämfört med deras volym.Den proportionellt större exponerade ytan kan göra nanopartiklar mycket mer kemiskt aktiva.Detta kan vara en annan orsak till deras oväntade egenskaper.

En kvantprick är en halvledar-nanopartikel cirka 1-20 nm i diameter.Dess struktur är i huvudsak densamma som större halvledare.De elektroniska egenskaperna som den visar kan dock vara mycket olika.Dessa egenskaper är resultatet av kvantstorlekseffekten.När fysisk storlek närmar sig våglängden för en elektron kan förhållandet mellan spänning och konduktans vara annorlunda än vid större skalor.

Guld och silver är relativt inerta i bulkmängder.På nanoskala visar de emellertid unika katalytiska egenskaper.Till exempel är silver -nanopartiklar ett effektivt antibiotikum.Nanopartiklar av guld har visat sig vara effektiva för att ta bort flyktiga organiska föreningar från atmosfären, även vid rumstemperatur.

Nanoteknologi handlar om att använda de unika egenskaperna hos dessa ultravariska partiklar till ingenjörssystem som fungerar på molekylära eller atomenivåer.Partiklarnas speciella egenskaper anses ha potential inom datateknik, medicin och miljöteknik.De kan också bilda byggstenarna för komplexa enheter som är utformade för att fungera på mikroskopisk nivå.

Problem har uttryckts för mänsklig exponering för nanopartiklar.Djurforskning har visat att vissa typer av nanopartiklar kan nå hjärnan och andra organ när de inhaleras.Inflammation och fibros i lungorna har också rapporterats.Explosion och eld på arbetsplatsen har visat sig vara de huvudsakliga farorna för dessa partiklar.