Co jsou nanočástice?

Nanočástice je ultrajemná částice s alespoň jedním rozměrem mezi 1 až 100 nanometry (nm). Jeden nanometr se rovná jedné miliardtině metru. Dolní limit velikosti pomáhá rozlišit částici od náhodných shluků atomů. Horní hranice je největší, u které se obvykle projevují rozdíly ve vlastnostech související s velikostí.

Tato definice je široce přijímána, i když je trochu svévolná. Jsou publikovány odkazy na nanočástice ve velikostech mimo rozsah 1-100 nm. To, co tyto částice zajímá o vědce, jsou jedinečné materiálové vlastnosti, které někdy vyplývají z jejich velikosti. Pokud částice projeví takové vlastnosti, budou pravděpodobně považovány za nanočástice, i když se přesně nevejdou do definovaného rozsahu velikostí.

To nemusí nutně znamenat, že nanočástice budou vykazovat rozdíly ve vlastnostech od větších případů stejného materiálu. Pokud k tomu dojde, mohou být majetkové rozdíly způsobeny kvantovými efekty. Je také pravda, že v nanoměřítku mají částice materiálu relativně větší povrchovou plochu ve srovnání s jejich objemem. Poměrně větší exponovaný povrch může učinit nanočástice mnohem chemicky aktivnějšími. To může být další příčinou jejich neočekávaných vlastností.

Kvantová tečka je polovodičová nanočástice o průměru 1-20 nm. Jeho struktura je v podstatě stejná jako u větších polovodičů. Elektronické vlastnosti, které zobrazuje, se však mohou velmi lišit. Tyto vlastnosti jsou výsledkem efektu kvantové velikosti. Když se fyzická velikost přiblíží vlnové délce elektronu, vztah mezi napětím a vodivostí může být odlišný než ve větších měřítcích.

Zlato a stříbro jsou ve velkém množství relativně inertní. Na nanoměřítku však vykazují jedinečné katalytické vlastnosti. Například, nanočástice stříbra jsou účinným antibiotikem. Nanočástice zlata se ukázaly jako účinné při odstraňování těkavých organických sloučenin z atmosféry, dokonce i při pokojové teplotě.

Nanotechnologie se zabývá využitím jedinečných vlastností těchto ultrajemných částic pro inženýrské systémy, které fungují na molekulární nebo atomové úrovni. Je vidět, že zvláštní vlastnosti částic mají potenciál v počítačové technologii, medicíně a environmentálním inženýrství. Mohou také tvořit stavební bloky pro složitá zařízení navržená pro práci na mikroskopické úrovni.

Byly vyjádřeny obavy ohledně expozice člověka nanočásticím. Výzkum na zvířatech ukázal, že některé typy nanočástic se mohou při vdechnutí dostat do mozku a dalších orgánů. Bylo také hlášeno zánět a fibróza v plicích. Výbuch a požár na pracovišti se však ukázaly jako hlavní nebezpečí těchto částic.