Cosa sono le nanoparticelle?
Una nanoparticella è una particella ultra fine con almeno una dimensione tra 1-100 nanometri (nm). Un nanometro equivale a un miliardesimo di metro. Il limite di dimensione inferiore aiuta a distinguere una particella da gruppi casuali di atomi. Il limite superiore è il più grande in cui si manifestano normalmente le differenze di proprietà relative alle dimensioni.
Questa definizione è ampiamente accettata, sebbene sia un po 'arbitraria. Esistono riferimenti pubblicati a nanoparticelle di dimensioni al di fuori dell'intervallo 1-100 nm. Ciò che rende tali particelle di interesse per gli scienziati sono le proprietà materiali uniche che a volte risultano dalle loro dimensioni. Quando le particelle manifestano tali proprietà, saranno probabilmente considerate nanoparticelle anche se non si adattano esattamente entro l'intervallo di dimensioni definito.
Non è necessariamente il caso in cui una nanoparticella mostrerà differenze di proprietà rispetto a casi più grandi dello stesso materiale. Quando si verifica, le differenze di proprietà possono essere dovute a effetti quantistici. È anche vero che a livello di nanoscala, le particelle di un materiale hanno una superficie relativamente più grande rispetto al loro volume. La superficie esposta proporzionalmente più grande può rendere le nanoparticelle molto più chimicamente attive. Questa potrebbe essere un'altra causa delle loro proprietà inattese.
Un punto quantico è una nanoparticella a semiconduttore di circa 1-20 nm di diametro. La sua struttura è essenzialmente la stessa dei semiconduttori più grandi. Le proprietà elettroniche che mostra possono tuttavia essere molto diverse. Queste proprietà sono il risultato dell'effetto dimensione quantica. Quando la dimensione fisica si avvicina alla lunghezza d'onda di un elettrone, la relazione tra tensione e conduttanza può essere diversa rispetto alle scale più grandi.
Oro e argento sono relativamente inerti in grandi quantità. Sulla nanoscala, tuttavia, dimostrano proprietà catalitiche uniche. Ad esempio, le nanoparticelle d'argento sono un antibiotico efficace. Le nanoparticelle d'oro hanno dimostrato di essere efficaci nel rimuovere i composti organici volatili dall'atmosfera, anche a temperatura ambiente.
La nanotecnologia si occupa dell'utilizzo delle proprietà uniche di queste particelle ultra fini per progettare sistemi che funzionano a livello molecolare o atomico. Le proprietà speciali delle particelle sembrano avere un potenziale in tecnologia informatica, medicina e ingegneria ambientale. Possono anche costituire i mattoni per dispositivi complessi progettati per funzionare a livello microscopico.
Sono state espresse preoccupazioni sull'esposizione umana alle nanoparticelle. La ricerca sugli animali ha dimostrato che alcuni tipi di nanoparticelle possono raggiungere il cervello e altri organi se inalati. Sono stati segnalati anche infiammazione e fibrosi nei polmoni. L'esplosione e l'incendio sul posto di lavoro hanno dimostrato di essere i principali pericoli di queste particelle.