ナノ粒子とは

ナノ粒子は、少なくとも1つの次元が1〜100ナノメートル（nm）の超微粒子です。 1ナノメートルは10億分の1メートルに相当します。 サイズの下限は、粒子と原子のランダムなクラスターを区別するのに役立ちます。 上限は、サイズに関連するプロパティの違いが通常現れる最大値です。

この定義は広く受け入れられていますが、少しarbitrary意的です。 1〜100 nmの範囲外のサイズのナノ粒子に関する公開文献があります。 科学者がこのような粒子を興味あるものにしているのは、サイズから生じることがあるユニークな材料特性です。 粒子がこのような特性を示す場合、定義されたサイズ範囲内に正確に適合していなくても、ナノ粒子と見なされる可能性があります。

ナノ粒子が同じ材料のより大きなインスタンスからの特性の違いを表示することは、必ずしもそうではありません。 発生した場合、特性の違いは量子効果による可能性があります。 また、ナノスケールでは、材料の粒子は体積と比較して表面積が比較的大きいことも事実です。 露出面が比例して大きくなると、ナノ粒子の化学的活性がはるかに高くなります。 これは、予期しないプロパティの別の原因である可能性があります。

量子ドットは、直径が約1〜20 nmの半導体ナノ粒子です。 その構造は、本質的に大型の半導体と同じです。 ただし、表示される電子特性は大きく異なる場合があります。 これらのプロパティは、量子サイズ効果の結果です。 物理的なサイズが電子の波長に近づくと、電圧とコンダクタンスの関係は大規模な場合とは異なる場合があります。

金と銀は大量に比較的不活性です。 ナノスケールでは、しかし、彼らはユニークな触媒特性を示しています。 たとえば、銀ナノ粒子は効果的な抗生物質です。 金のナノ粒子は、室温であっても、大気から揮発性有機化合物を効率的に除去することが証明されています。

ナノテクノロジーは、これらの超微粒子の独自の特性を利用して、分子レベルまたは原子レベルで機能するシステムを設計することに関心があります。 粒子の特殊な特性は、コンピューター技術、医学、環境工学に潜在性があると考えられています。 また、顕微鏡レベルで動作するように設計された複雑なデバイスのビルディングブロックを形成する場合もあります。

ナノ粒子への人間の曝露について懸念が表明されています。 動物研究では、ある種のナノ粒子が吸入されると脳や他の臓器に到達できることが示されています。 肺の炎症と線維化も報告されています。 しかし、職場での爆発と火災は、これらの粒子の主な危険であることが証明されています。