Τι είναι τα νανοσωματίδια;

Ένα νανοσωματίδιο είναι ένα εξαιρετικά λεπτό σωματίδιο με τουλάχιστον μία διάσταση μεταξύ 1-100 νανόμετρων (nm).Ένα νανομετό είναι ίσο με το ένα δισεκατομμύριο ενός μέτρου.Το χαμηλότερο όριο μεγέθους βοηθά στη διάκριση ενός σωματιδίου από τυχαίες συστάδες ατόμων.Το ανώτατο όριο είναι το μεγαλύτερο στο οποίο οι διαφορές ιδιοκτησίας που σχετίζονται με το μέγεθος συνήθως εκδηλώνονται οι ίδιοι.

Αυτός ο ορισμός είναι ευρέως αποδεκτός, αν και είναι λίγο αυθαίρετος.Υπάρχουν δημοσιευμένες αναφορές σε νανοσωματίδια σε μεγέθη εκτός της περιοχής 1-100 nm.Αυτό που κάνει τέτοια σωματίδια ενδιαφέροντος για τους επιστήμονες είναι οι μοναδικές ιδιότητες υλικού που μερικές φορές προκύπτουν από το μέγεθός τους.Όταν τα σωματίδια εκδηλώνουν τέτοιες ιδιότητες, πιθανότατα θα θεωρηθούν νανοσωματίδια, ακόμη και αν δεν ταιριάζουν ακριβώς εντός του καθορισμένου εύρους μεγέθους.

Δεν είναι απαραίτητα η περίπτωση ότι ένα νανοσωματίδιο θα εμφανίζει διαφορές ιδιοκτησίας από μεγαλύτερες περιπτώσεις του ίδιου υλικού.Όταν συμβεί, οι διαφορές ιδιοκτησίας μπορεί να οφείλονται σε κβαντικά αποτελέσματα.Είναι επίσης αλήθεια ότι στη νανοκλίμακα, τα σωματίδια ενός υλικού έχουν σχετικά μεγαλύτερη επιφάνεια σε σύγκριση με τον όγκο τους.Η αναλογικά μεγαλύτερη εκτεθειμένη επιφάνεια μπορεί να κάνει τα νανοσωματίδια πολύ πιο χημικά ενεργά.Αυτό μπορεί να είναι μια άλλη αιτία των απροσδόκητων ιδιοτήτων τους.

Μια κβαντική κουκκίδα είναι ένα νανοσωματίδιο ημιαγωγού περίπου 1-20 nm σε διάμετρο.Η δομή του είναι ουσιαστικά η ίδια με τους μεγαλύτερους ημιαγωγούς.Ωστόσο, οι ηλεκτρονικές ιδιότητες που εμφανίζει μπορεί να είναι πολύ διαφορετικές.Αυτές οι ιδιότητες είναι το αποτέλεσμα της επίδρασης του κβαντικού μεγέθους.Όταν το φυσικό μέγεθος προσεγγίζει το μήκος κύματος ενός ηλεκτρονίου, η σχέση μεταξύ τάσης και αγωγιμότητας μπορεί να είναι διαφορετική από ό, τι σε μεγαλύτερες κλίμακες.

Ο χρυσός και το ασήμι είναι σχετικά αδρανείς σε χύδην ποσότητες.Ωστόσο, στην νανοκλίμακα παρουσιάζουν μοναδικές καταλυτικές ιδιότητες.Για παράδειγμα, τα νανοσωματίδια αργύρου είναι ένα αποτελεσματικό αντιβιοτικό.Τα νανοσωματίδια χρυσού έχουν αποδειχθεί αποτελεσματικά στην απομάκρυνση των πτητικών οργανικών ενώσεων από την ατμόσφαιρα, ακόμη και σε θερμοκρασία δωματίου. Η νανοτεχνολογία ασχολείται με τη χρήση των μοναδικών ιδιοτήτων αυτών των εξαιρετικά λεπτών σωματιδίων σε συστήματα μηχανικής που λειτουργούν σε μοριακά ή ατομικά επίπεδα.Οι ειδικές ιδιότητες των σωματιδίων φαίνεται να έχουν δυνατότητες στην τεχνολογία των υπολογιστών, την ιατρική και την περιβαλλοντική μηχανική.Μπορούν επίσης να σχηματίσουν τα δομικά στοιχεία για σύνθετες συσκευές που έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν σε μικροσκοπικό επίπεδο.Η έρευνα σε ζώα έχει δείξει ότι ορισμένοι τύποι νανοσωματιδίων μπορούν να φτάσουν στον εγκέφαλο και σε άλλα όργανα όταν εισπνέονται.Έχει επίσης αναφερθεί φλεγμονή και ίνωση στους πνεύμονες.Η έκρηξη και η πυρκαγιά στο χώρο εργασίας έχουν αποδειχθεί ότι είναι οι βασικοί κίνδυνοι αυτών των σωματιδίων, ωστόσο.