Eigenschaften von Nanopartikeln
2008 definierte die Internationale Organisation für Normung (ISO) ein Nanopartikel als diskretes Nanoobjekt, bei dem alle drei kartesischen Dimensionen weniger als 100 nm betragen. Die ISO-Norm definierte in ähnlicher Weise zweidimensionale Nanoobjekte (d. H. Nanodiscs und Nanoplate) und eindimensionale Nanoobjekte (d. H. Nanofasern und Nanoröhren)., Aber im Jahr 2011 hat die Kommission der Europäischen Union eine eher technische, aber umfassendere Definition gebilligt:
Abbildung: Encyclopædia Britannica, Inc.,; fotografien: (mikroelektromechanische Geräte) Courtesy Sandia National Laboratories, SUMMiT™ Technologies; (quantum corral) courtesy IBM Research Center, nicht autorisierte Verwendung nicht erlaubt; (rote Blutkörperchen) Susumu Nishinaga / Science Source; (menschliches Haar) Manfred Kage/Peter Arnold, Inc.,; (Hausstaubmilbe) Andrew Syred / Science Source
ein natürliches, zufälliges oder hergestelltes Material, das Partikel enthält, in einem ungebundenen Zustand oder als Aggregat oder als Agglomerat und in dem für 50% oder mehr der Partikel in der Zahlengrößenverteilung eine oder mehrere Außenmaße im Größenbereich von 1 nm–100 nm liegen.,
Nach dieser Definition benötigt ein Nanoobjekt nur eine seiner charakteristischen Dimensionen im Bereich von 1-100 nm, um als Nanopartikel eingestuft zu werden, auch wenn seine anderen Dimensionen außerhalb dieses Bereichs liegen. (Die untere Grenze von 1 nm wird verwendet, weil atomare Bindungslängen bei 0,1 nm erreicht werden.)
Dieser Größenbereich—von 1 bis 100 nm—überlappt sich erheblich mit dem Bereich der Kolloidwissenschaft—von 1 bis 1.000 nm -, der manchmal alternativ als Mesoskala bezeichnet wird. Daher ist es nicht ungewöhnlich, Literatur zu finden, die sich gleichermaßen auf Nanopartikel und kolloidale Partikel bezieht. Der Unterschied ist im Wesentlichen semantisch für Partikel unter 100 nm Größe.
Nanopartikel können je nach Größe, Form und Materialeigenschaften in verschiedene Typen eingeteilt werden., Einige Klassifikationen unterscheiden zwischen organischen und anorganischen Nanopartikeln; Die erste Gruppe umfasst Dendrimer, Liposomen und polymere Nanopartikel, während letztere Fullerene, Quantenpunkte und Goldnanopartikel umfasst. Andere Klassifikationen unterteilen Nanopartikel nach Kohlenstoffbasis, Keramik, Halbleiter oder Polymeren. Darüber hinaus können Nanopartikel als hart (z. B. Titania, Kieselsäureteilchen und Fullerene) oder als weich (z. B. Liposomen , Vesikel und Nanodröpfchen) klassifiziert werden., Die Art und Weise, wie Nanopartikel klassifiziert werden, hängt typischerweise von ihrer Anwendung ab, z. B. in der Diagnose oder Therapie im Vergleich zur Grundlagenforschung, oder kann mit der Art und Weise zusammenhängen, in der sie hergestellt wurden.
Es gibt drei hauptphysikalische Eigenschaften von Nanopartikeln, die alle miteinander in Beziehung stehen: (1) Sie sind im freien Zustand hochbeweglich (z. B. hat eine Nanosphäre mit 10 nm Durchmesser unter der Schwerkraft von 0,01 mm/Tag in Wasser eine Sedimentationsrate von 0,01 mm / Tag); (2) sie haben enorme spezifische Oberflächenbereiche (z.,, ein Standard Teelöffel, oder etwa 6 ml, von 10-nm-Durchmesser Silica Nanosphären hat mehr Oberfläche als ein Dutzend doppelgroße Tennisplätze; 20 Prozent aller Atome in jeder Nanosphäre werden an der Oberfläche befinden); und (3) sie können zeigen, was als Quanteneffekte bekannt sind. Somit haben Nanopartikel je nach Verwendung oder Produkt eine Vielzahl von Zusammensetzungen.