纳米粒子类型、属性和使用

纳米粒子分类有多种方式:自然或人工分类合成或副产品有机或无机按大小计算形状化表面属性或功能化

合成纳米粒子的多样性相当大它们的特性和应用程序不同合成纳米粒子除大小外,化学组成、形状、表面特征和生产模式各异。

除商业生产纳米材料外(查查广博库) 纳米材料多纳米粒子不单是现代技术产物, 而且还由火山喷发或森林大火等自然过程生成自然生成纳米粒子中也包括矿源超松沙粒氧化物、碳酸盐)大量纳米粒子由柴油燃烧或烧焦期间无意生成

词名 纳米粒子混合词srek:pilliculem科学背景中,nanotia主要指具体级数,即10 -9中 公制系统.可指量值、权值或单位时间,即纳米值(nm=10) -9公尺对称十亿公尺来更图形化地说明这一点,一纳米与一公尺关系与网球直径与地球直径关系相同。查纳诺瓦克 矩阵预表和标度物

你也会跨入词组 纳米集群经常原子和分子小聚积体,由几至几千个单元组成,直径多为单纳米尺度名称 纳米粒子常用大集群从数纳米到数百纳米不等,但集群和纳米粒子的区分并不清楚

科学家根据素数分类纳米材料,这些素数超出纳米级范围

并置 zero-dimensional纳米系统所有维度均在纳米尺度内测量(无维度大于100纳米)。最常用的是0D纳米粒子

内 单维纳米材料(1D),一维超出纳米尺度本类包括纳米管、纳米管和纳米线

内 二维纳米材料(2D)二维范围超出纳米尺度类展示板类形状并包括石墨、纳米胶片、纳米层和纳米编译

Three-dimensional纳米材料(3D)不局限于纳米尺度的任何维度本类可包含散装粉、纳米粒子散射物、纳米线捆绑物和纳米管以及多纳米层物

造成纳米粒子大小物属性的两个主要因素与其大宗形式大相径庭:增加 相对表面积并 量子大小特效.这些因素可改变或增强响应性、强度和电气特征等属性

表面面积

粒子大小下降后,表层发现原子比内原子大比例粒子直径10纳米时,全粒子约3万原子的20%定位于表面粒子直径5纳米时值上升至40%;直径1纳米时,几乎所有原子都浮上表面。表面原子比材料内原子少直接邻接量并因此含有所谓的不饱和联结产生粒子表面高度反作用

纳米粒子每单元质量表面积比大粒子大得多生长和催化化学反应发生于表面,这意味着纳米片状物量比大粒子组成物量多得多反应性多得多

理解粒子大小对表面积的影响 考虑美国银鹰硬币银元内含31克硬币银并总面积约3000毫米等量硬币银分小粒子 — — 直径为10纳米 — — 这些粒子的表面积共7000平方米(相当于足球场大小 — — 或大于白宫楼面面积5100平方米 ) 。换句话说,当银元中硬币银数转换成10纳米粒子时,这些粒子的表面积即为 大于200万倍比银元面积大

增强回弹性是多项应用的基础精确控制粒子直径产生新一代高选择性催化剂等催化剂加速化学过程

高反作用度还减少熔点,这样使用纳米单生素将降低陶瓷的点火温度更重要的是,复合物(由各种材料组成)在加固过程缩水较少,例如牙假牙中一个特别重要特征

量子大小效果

所谓的 量子大小效果描述物理 电子固态特性大减粒度从宏到微维不产生效果然而,当纳米尺寸范围达到时,它便成为支配性作用

量子特效可开始支配纳米级物质行为 — — 特别是在下端(单位数和低位数) — — 影响材料的光学、电磁行为

剧变原因出自量子物理奇特世界任何材料的散装属性只是所有量子力平均作用量组成物的所有原子令事物变小后,你最终会到达平均失效点,你必须处理单个原子或分子的具体行为-行为可能与这些原子归并成散装材料时大相径庭

减到纳米级的材料会突然显示与宏级显示值相比非常不同的属性举例说,不透明物质变得透明化惰性材料化为催化器稳定素材转可燃性固态变液室温度解析器成为导演器

各种纳米粒子大小不仅改变回旋性,还可能改变光学特征,如透明性、吸收性、发光度和散射性粒子只测量几纳米直径远低于可见光波长范围(380至780纳米),但可吸收特定波长光

Rayleigh分布图像和电子显微图片各种形状(球状镜状)、大小(40-120纳米)和组成(gold-Au,银形Ag)Rayleigh散射指球状粒子上电磁波散射,直径小于散波波长图片:Mirkin集团西北大学

只能从量子力学层次理解这些效果量子点由半导体材料组成,粒子大小可用以调整波长,例如荧光光学特征使纳米粒子对光电学、化妆品和医学诊断应用特别感兴趣

纳米粒子可按大小、形态学、物理和化学特性划分为不同类型其中一些基于碳纳米粒子、陶瓷纳米粒子、金属纳米粒子、半导体纳米粒子、聚合纳米粒子和脂基纳米粒子

纳米粒子类型通常分为两大类: 有机化并 无机.第一组包括小鼠、脱丁虫、脂类、混合聚合纳米粒子第二组包括全新量点、硅粒子和金属纳米粒子

纳米粒子分类的另一个方法基于它们的形态学、大小和化学特性基于物理和化学特征,纳米粒子一些重要类有:

碳基万能果实 碳纳米管, 图形化, 碳点)这些材料引起极大兴趣,因为它们导电性、高强度、结构性、电子亲近性以及多功能性

金属类完全由金属先质制成已知局部平面共振特性,这些特性独有光电特性

陶瓷化无机非金属固态正在引起研究人员极大关注,因为这些固态用于催解学、光解学、染料光分解和成像应用

半导体半导体材料拥有金属和非金属特性并有宽带宽带状调优结果显著改变它们的属性因此,它们是光解学、光学图片和电子设备中非常重要的材料

聚合器科学家开发多项技术合成聚合纳米粒子,应用范围广,包括表面涂层、传感器技术、催解和纳米医学

嘴唇NP含有脂质并在许多生物医学应用中作为药载体使用(mRNACovid-19疫苗使用脂质纳米技术)。lipid纳米粒子也被视为极有前途系统,用于基因理疗中提供核酸

使用具体合成过程生成各种纳米粒子、涂层、散射或复合物定义式生产和响应条件对获取大小依赖粒子特征至关重要粒度大小、化学组成、晶度和形状可受温度、pH值、浓度、化学组成、表面修改和流程控制控制

使用两种基本策略生产纳米粒子 自上而下并 自下而上.阅读所有关于它的文章 纳米粒子制作方式.

泛泛自上而下指源材料机械压碎自下而上策略结构由化学和自组过程搭建选择相关过程取决于化学组成和纳米粒子指定期望特征

纳米粒子典型合成方法用于(a)自上而下和(b)自下而上方法阿拉伯化学杂志

研究者仍受任务挑战 确定纳米粒子物理化学特性 并探索它们的构造函数关系关键限制是他们完全调查纳米域的能力:不同的定性技术基于不同的物理属性,因此只提供纳米粒子特征局部图象令问题更具挑战性,定性方法本身可直接影响纳米粒子测量量

纳米粒子存在于各种化学成分中,从小鼠到金属(氧化物),从合成聚合物到大型生物元件不等。每种材料都有完全不同的化学特征,可用多种方法分析,包括光谱学和X射线 荧光并吸收,拉曼光谱学和固态NMR

纳米粒子行为大都受纳米维度约束正因如此,在整个纳米粒子特征描述中,体积、形状、表面电荷和孔隙度调查是完全理解和预测行为的基本步骤

查一查我们的文章 如何描述纳米粒子.

纳米粒子应用领域范围广(并检查我们的素数器) 纳米技术如何工作)它们在材料开发方面起重要作用寄予今日纳米粒子材料的巨大期望基础是希望传导性、权重、稳定性、弹性、耐热性等不同物性可互不关联地指定 。

纳米粒子应用也在市场引入涂料、聚合纳米合成物和纳米分片多纳米技术产品上市已有一段时间化工行业中包括碳黑粒子打印黑汽车行业中包括防抓漆、填充机轮胎和反反射层纳米粒子存在于高效氢存储系统、自愈合材料和涂层中,这些涂层使用传感器技术切换颜色

生命科学中纳米粒子用于生物芯片和所谓的标记防晒霜和化妆品中也使用这些工具医学诊断中纳米粒子正越来越多地使用为对比介质也是癌症治疗工具 药方纳米粒子对再生医学有希望,例如组织培养