Наночастица

Наночастица Определение наночастиц Наночастицы — это частицы диаметром от 1 до 100 нанометров.   Термин иногда используется для частиц до 500 […]

Наночастица

  • Определение наночастиц

    • Наночастицы — это частицы диаметром от 1 до 100 нанометров.  
    • Термин иногда используется для частиц до 500 нм или волокон менее 100 нм в двух направлениях.  
    • Металлические частицы менее 1 нм называются кластерами атомов.  
  • Физические и химические свойства

    • Наночастицы отличаются от микрочастиц и крупных частиц своими физическими и химическими свойствами.  
    • Они подвержены броуновскому движению и не осаждаются, как коллоидные частицы.  
    • Наночастицы не видны в обычных оптических микроскопах, но видны в электронных микроскопах.  
    • Дисперсии наночастиц могут быть прозрачными, в отличие от суспензий крупных частиц.  
    • Наночастицы легко проходят через обычные фильтры, что требует специальных методов нанофильтрации.  
  • Свойства наночастиц

    • Свойства наночастиц зависят от их размера и формы.  
    • Наночастицы содержат множество дислокаций, что влияет на их механические свойства.  
    • Несферические наночастицы проявляют анизотропные свойства, что находит применение в оптике и биомолекулярных анализах.  
  • История и применение

    • Наночастицы естественным образом образуются в природе и используются в различных технологиях.  
    • В 19-м веке Майкл Фарадей описал оптические свойства наночастиц.  
    • В 20-м веке наночастицы стали объектом интенсивных исследований и применений.  
  • Морфология и строение

    • Наночастицы встречаются в различных формах, таких как наносферы, наностержни и наноцепи.  
    • Форма наночастиц определяется свойствами материала и окружающей среды.  
    • Полутвердые и мягкие наночастицы, такие как липосомы, используются в клинической практике.  
  • Вариации и биосовместимость

    • Получены полутвердые и мягкие наночастицы, такие как липосомы.  
    • Расщепление биополимеров на наноразмерные блоки может привести к биосовместимым и биоразлагаемым наночастицам.  
  • Наночастицы Януса

    • Гидрофильные и гидрофобные наночастицы стабилизируют эмульсии  
    • Могут самостоятельно собираться на границе раздела вода/масло  
  • Гидрогелевые наночастицы

    • Изготовлены из N-изопропилакриламидной гидрогелевой оболочки  
    • Окрашены аффинными добавками для выделения и удаления белков  
  • Зарождение и рост наночастиц

    • Образование зародышей определяет размер и форму наночастиц  
    • Гомогенная нуклеация встречается реже, чем неоднородная  
    • Кристаллы могут образовываться одновременно при быстром зарождении  
  • Модели зарождения и роста

    • Классическая теория зародышеобразования (CNT)  
    • Модель Ламера: быстрое увеличение концентрации мономеров, взрывной рост, диффузия мономера  
    • Созревание по Оствальду: крупные частицы растут за счет мелких  
    • Двухступенчатая модель F-W: медленное зарождение, автокаталитический рост  
  • Измерение скорости зарождения

    • Метод определения времени индукции  
    • Модель распределения вероятностей  
    • Многомасштабное компьютерное моделирование  
  • Свойства наночастиц

    • Отличаются от свойств объемных материалов  
    • Большое отношение поверхности к объему  
    • Межфазный слой влияет на химические и физические свойства  
  • Сродство к растворителю и покрытия

    • Суспензии наночастиц возможны благодаря взаимодействию с растворителем  
    • Покрытия изменяют свойства частиц  
  • Диффузия и ферромагнитные эффекты

    • Большая площадь поверхности ускоряет диффузию  
    • Ферромагнитные материалы менее 10 нм нестабильны  
  • Механические свойства

    • Пониженная концентрация вакансий и высокое внутреннее давление  
    • Наночастицы золота тверже основного материала  
    • Высокое отношение поверхности к объему снижает плотность дислокаций  
  • Методы измерения наночастиц

    • Наноиндентирование с помощью АСМ для измерения твердости, модуля упругости и адгезии.  
    • Метод коллоидного зонда для контроля размера и формы наночастиц.  
    • ПЭМ in situ для визуализации реакции наноструктуры на раздражитель.  
  • Влияние материалов на свойства наночастиц

    • Температура стеклования и кристалличность влияют на деформацию полимерных наночастиц.  
    • Дислокации влияют на механические свойства кристаллических наночастиц металлов.  
  • Квантовые эффекты и наночастицы

    • Квантовые точки и локализованные поверхностные плазмоны.  
    • Поглощение солнечной радиации в наночастицах выше, чем в тонких пленках.  
    • Наночастицы типа «ядро-оболочка» поддерживают электрический и магнитный резонансы.  
  • Производство наночастиц

    • Механическое измельчение, разрушение биополимеров, пиролиз, конденсация из плазмы, конденсация инертного газа, способ радиолиза, влажная химия.  
  • Применение наночастиц

    • Фотоэлектрические и тепловые установки, коллоидные кристаллы, фотонные кристаллы.  
    • Регулирование размера, формы и материала частиц для контроля поглощения солнечной энергии.  
  • Методы получения наночастиц

    • Размер частиц регулируется концентрацией реагентов и температурой растворов.  
    • Добавление инертных агентов влияет на вязкость и скорость диффузии.  
    • Процесс может приводить к различным наноразмерным структурам.  
  • Отделение и нанесение наночастиц

    • Наночастицы отделяются от растворителя и побочных продуктов реакции.  
    • Частицы могут быть нанесены на поверхность твердой подложки.  
  • Безэлектродное осаждение

    • Позволяет выращивать наночастицы на поверхности без дорогостоящего нанесения покрытия.  
    • Образует коллоидные суспензии, катализирующие осаждение металлов.  
  • Функционализация наночастиц

    • Изменение свойств наночастиц путем нанесения различных веществ.  
    • Функционализация улучшает стабильность, растворимость и биологическую активность.  
  • Требования к единообразию

    • Химическая обработка требует использования высокочистых материалов.  
    • Неоднородная морфология и агломерация порошков приводят к дефектам.  
    • Испарение инертного газа и осаждение устраняют дефекты, но не обеспечивают однородность.  
  • Характеристика наночастиц

    • Аналитические требования включают измерение размера, формы, свойств поверхности и дисперсионного состояния.  
    • Методы микроскопии и спектроскопии используются для характеристики наночастиц.  
    • Спектроскопия измеряет взаимодействие частиц с электромагнитным излучением.  
  • Здоровье и безопасность

    • Наночастицы могут оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье.  
    • Методы анализа включают микроскопию, спектроскопию и другие методы.  
  • Опасности наночастиц

    • Наночастицы могут быть опасны для здоровья и окружающей среды.  
    • Они накапливаются на фосфолипидных бислоях и проходят через клеточные мембраны.  
    • Взаимодействие с биологическими системами неизвестно.  
  • Воздействие на здоровье

    • Наночастицы цинка не всасываются в кровоток.  
    • Вдыхаемые наночастицы могут быть токсичными.  
    • Некоторые наноструктуры благородных металлов не сохраняются в организме.  
  • Исследования и регулирование

    • Агентство по охране окружающей среды исследует безопасность наночастиц.  
    • В США условно зарегистрированы только два пестицида из наноматериалов.  
    • Протоколы тестирования наночастиц нуждаются в разработке.  
  • Приложения наночастиц

    • Наночастицы используются в медицине, физике, оптике и электронике.  
    • Наночастицы исследуются как система доставки лекарств и пищевые добавки.  
    • Наночастицы улучшают прочность полимеров и текстильных волокон.  
    • Наночастицы изменяют механические свойства жидкостей и используются в фотокатализе.  
    • Наночастицы модифицируют асфальт и используются в биомедицине.  
    • Наночастицы диоксида титана и оксида цинка применяются в солнцезащитных кремах.  
  • Научные исследования

    • Наночастицы интенсивно исследуются в различных областях.  
    • Национальная инициатива в области нанотехнологий предлагает государственное финансирование.  
    • Наночастицы используются в лазерных усилителях и для доставки лекарств.  
    • Наночастицы улучшают свойства полимеров и текстильных волокон.  

Полный текст статьи:

Наночастица

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх