Hvad er nanopartikler?
En nanopartikel er en ultrafin partikel med mindst en dimension mellem 1-100 nanometer (nm). En nanometer er lig med en milliarddel meter. Den nedre størrelsesgrænse hjælper med at skelne en partikel fra tilfældige klynger af atomer. Den øverste grænse er den største, hvor størrelsesrelaterede ejendomsforskelle normalt viser sig.
Denne definition er bredt accepteret, skønt den er lidt vilkårlig. Der er offentliggjorte referencer til nanopartikler i størrelser uden for 1-100 nm-området. Det, der gør sådanne partikler af interesse for forskere, er de unikke materialegenskaber, der undertiden er resultatet af deres størrelse. Når partikler manifesterer sådanne egenskaber, vil de sandsynligvis blive betragtet som nanopartikler, selvom de ikke passer nøjagtigt inden for det definerede størrelsesområde.
Det er ikke nødvendigvis tilfældet, at en nanopartikel viser egenskabsforskelle fra større tilfælde af det samme materiale. Når det forekommer, kan egenskabsforskellene skyldes kvanteeffekter. Det er også sandt, at partikler af et materiale på nanoskalaen har et relativt større overfladeareal sammenlignet med deres volumen. Den forholdsvis større eksponerede overflade kan gøre nanopartikler meget mere kemisk aktive. Dette kan være en anden årsag til deres uventede egenskaber.
En kvanteprik er en halvleder-nanopartikel, der er ca. 1-20 nm i diameter. Dens struktur er i det væsentlige den samme som større halvledere. De elektroniske egenskaber, den viser, kan imidlertid være meget forskellige. Disse egenskaber er resultatet af kvantestørrelseseffekten. Når fysisk størrelse nærmer sig bølgelængden for et elektron, kan forholdet mellem spænding og ledningsevne være anderledes end ved større skalaer.
Guld og sølv er relativt inerte i bulkmængder. På nanoskalaen demonstrerer de imidlertid unikke katalytiske egenskaber. For eksempel er sølv-nanopartikler et effektivt antibiotikum. Nanopartikler af guld har vist sig at være effektive til at fjerne flygtige organiske forbindelser fra atmosfæren, selv ved stuetemperatur.
Nanoteknologi beskæftiger sig med at udnytte de unikke egenskaber ved disse ultrafine partikler til at konstruere systemer, der fungerer på molekyl- eller atomniveauer. Partiklernes særlige egenskaber ses at have potentiale inden for computerteknologi, medicin og miljøteknik. De kan også danne byggestenene til komplekse enheder designet til at fungere på mikroskopisk niveau.
Der er udtrykt bekymring for menneskelig eksponering for nanopartikler. Dyreforsøg har vist, at nogle typer nanopartikler kan nå hjernen og andre organer, når de indåndes. Betændelse og fibrose i lungerne er også rapporteret. Eksplosion og brand på arbejdspladsen har imidlertid vist sig at være den største fare for disse partikler.