O que são nanopartículas?
Uma nanopartícula é uma partícula ultrafina com pelo menos uma dimensão entre 1-100 nanômetros (nm). Um nanômetro é igual a um bilionésimo de metro. O limite de tamanho mais baixo ajuda a distinguir uma partícula de grupos aleatórios de átomos. O limite superior é o maior no qual as diferenças de propriedade relacionadas ao tamanho normalmente se manifestam.
Essa definição é amplamente aceita, embora seja um pouco arbitrária. Existem referências publicadas para nanopartículas em tamanhos fora da faixa de 1 a 100 nm. O que torna essas partículas de interesse para os cientistas são as propriedades materiais únicas que às vezes resultam de seu tamanho. Quando as partículas manifestam essas propriedades, elas provavelmente serão consideradas nanopartículas, mesmo que não se encaixem exatamente na faixa de tamanho definida.
Não é necessariamente o caso de uma nanopartícula exibir diferenças de propriedades em instâncias maiores do mesmo material. Quando isso ocorre, as diferenças de propriedade podem ser devidas a efeitos quânticos. Também é verdade que, em nanoescala, as partículas de um material têm uma área de superfície relativamente maior em comparação com seu volume. A superfície exposta proporcionalmente maior pode tornar as nanopartículas muito mais quimicamente ativas. Essa pode ser outra causa de suas propriedades inesperadas.
Um ponto quântico é uma nanopartícula de semicondutor com cerca de 1-20 nm de diâmetro. Sua estrutura é essencialmente a mesma dos semicondutores maiores. As propriedades eletrônicas que ele exibe podem ser muito diferentes, no entanto. Essas propriedades são o resultado do efeito do tamanho quântico. Quando o tamanho físico se aproxima do comprimento de onda de um elétron, a relação entre tensão e condutância pode ser diferente do que em escalas maiores.
Ouro e prata são relativamente inertes em grandes quantidades. Na nanoescala, no entanto, eles demonstram propriedades catalíticas únicas. Por exemplo, as nanopartículas de prata são um antibiótico eficaz. Nanopartículas de ouro provaram ser eficientes na remoção de compostos orgânicos voláteis da atmosfera, mesmo à temperatura ambiente.
A nanotecnologia preocupa-se em fazer uso das propriedades exclusivas dessas partículas ultrafinas para projetar sistemas que funcionam nos níveis moleculares ou atômicos. As propriedades especiais das partículas são vistas como tendo potencial em tecnologia da computação, medicina e engenharia ambiental. Eles também podem formar os blocos de construção de dispositivos complexos projetados para operar no nível microscópico.
Preocupações foram expressas sobre a exposição humana a nanopartículas. Pesquisas com animais demonstraram que alguns tipos de nanopartículas podem atingir o cérebro e outros órgãos quando inalados. Inflamação e fibrose nos pulmões também foram relatadas. Explosão e incêndio no local de trabalho provaram ser os principais riscos dessas partículas, no entanto.