Hva er nanopartikler?
En nanopartikkel er en ultrafin partikkel med minst en dimensjon mellom 1-100 nanometer (nm). Ett nanometer er lik en milliarddel meter. Den nedre størrelsesgrensen hjelper til med å skille en partikkel fra tilfeldige klynger av atomer. Den øvre grensen er den største der størrelsesrelaterte eiendomsforskjeller normalt viser seg.
Denne definisjonen er allment akseptert, selv om den er litt vilkårlig. Det er publisert referanser til nanopartikler i størrelser utenfor 1-100 nm-området. Det som gjør slike partikler av interesse for forskere, er de unike materialegenskapene som noen ganger er resultatet av deres størrelse. Når partikler manifesterer slike egenskaper, vil de sannsynligvis bli betraktet som nanopartikler selv om de ikke passer nøyaktig innenfor det definerte størrelsesområdet.
Det er ikke nødvendigvis slik at en nanopartikkel vil vise egenskapens forskjeller fra større forekomster av samme materiale. Når det forekommer, kan eiendomsforskjellene skyldes kvanteeffekter. Det er også sant at partikler av et materiale på nanoskala har et relativt større overflateareal sammenlignet med volumet. Den proporsjonalt større eksponerte overflaten kan gjøre nanopartikler mye mer kjemisk aktive. Dette kan være en annen årsak til deres uventede egenskaper.
En kvanteprikk er en halvleder-nanopartikkel med en diameter på 1-20 nm. Strukturen er i hovedsak den samme som større halvledere. De elektroniske egenskapene den viser, kan imidlertid være veldig forskjellige. Disse egenskapene er resultatet av kvantestørrelseseffekten. Når fysisk størrelse nærmer seg bølgelengden til et elektron, kan forholdet mellom spenning og ledning være annerledes enn ved større skalaer.
Gull og sølv er relativt inerte i store mengder. På nanoskalaen demonstrerer de imidlertid unike katalytiske egenskaper. For eksempel er sølv nanopartikler et effektivt antibiotikum. Nanopartikler av gull har vist seg å være effektive til å fjerne flyktige organiske forbindelser fra atmosfæren, selv ved romtemperatur.
Nanoteknologi er opptatt av å bruke de unike egenskapene til disse ultrafine partiklene for å konstruere systemer som fungerer på molekyl- eller atomnivå. Partiklenes spesielle egenskaper anses å ha potensiale innen datateknologi, medisin og miljøteknikk. De kan også danne byggesteinene for komplekse enheter designet for å fungere på mikroskopisk nivå.
Det er uttrykt bekymring for menneskelig eksponering for nanopartikler. Dyreforsøk har vist at noen typer nanopartikler kan nå hjernen og andre organer når de inhaleres. Betennelse og fibrose i lungene er også rapportert. Eksplosjon og brann på arbeidsplassen har imidlertid vist seg å være den viktigste faren for disse partiklene.