Rango de tamaño de partícula de nanopartículas
El rango de tamaño de las nanopartículas está entre 1 y 100 nanómetros de diámetro.
Las nanopartículas se definen generalmente como partículas con un diámetro de entre 100 nanómetros (nm). El término se utiliza a veces para partículas más grandes, de hasta 500 nm, o para fibras y tubos de menos de 100 nm en sólo dos direcciones. En el rango más bajo, las partículas metálicas de menos de 1 nm suelen denominarse clusters.
Las nanopartículas generalmente se distinguen de las micropartículas (1-1000 µm), "partículas finas" (con tamaños que van de 100 a 2500 nm) y "partículas gruesas" (que van de 2500 a 10.000 nm), porque su Un tamaño más pequeño impulsa propiedades físicas o químicas muy diferentes, como propiedades coloidales y propiedades ópticas o eléctricas.
Son más susceptibles al movimiento browniano y generalmente no precipitan, como comúnmente se entienden las partículas coloidales que oscilan entre 1 y 1000 nm.
Debido a que las nanopartículas son mucho más pequeñas que la longitud de onda de la luz visible (400-700 nm), no pueden verse con un microscopio óptico común y requieren un microscopio electrónico.
Por la misma razón, las dispersiones de nanopartículas en medios transparentes pueden ser transparentes, mientras que las suspensiones de partículas más grandes normalmente dispersan parte o toda la luz visible que incide sobre ellas. Las nanopartículas también pasan fácilmente a través de filtros comunes, como velas de cerámica comunes, por lo que la separación de los líquidos requiere técnicas especiales de nanofiltración.
Las propiedades de las nanopartículas suelen diferir significativamente de las de partículas más grandes de la misma sustancia. Dado que el diámetro típico de un átomo está entre 0,15 y 0,6 nm, una gran parte del material de una nanopartícula se encuentra dentro de unos pocos diámetros atómicos de su superficie.
Por lo tanto, el rendimiento de esta capa superficial puede ser mejor que el del material a granel. Este efecto es particularmente fuerte para nanopartículas dispersas en medios de diferentes composiciones, ya que la interacción de los dos materiales en su interfaz también se vuelve significativa.
Las nanopartículas están muy extendidas en la naturaleza y son objeto de investigación en muchos campos científicos, como la química, la física, la geología y la biología. En la transición entre materiales a granel y estructuras atómicas o moleculares, a menudo exhiben fenómenos que no se observan en ninguna escala.
Son un componente importante de la contaminación atmosférica y son ingredientes clave en muchos productos industriales como pinturas, plásticos, metales, cerámicas y productos magnéticos. La producción de nanopartículas con propiedades específicas es una rama importante de la nanotecnología.
Generalmente, el pequeño tamaño de las nanopartículas da como resultado una menor concentración de defectos puntuales en comparación con las nanopartículas a granel [7], pero admiten una variedad de dislocaciones que pueden usarse con observación por microscopía electrónica de alta resolución. Sin embargo, las nanopartículas exhiben diferentes mecánicas de dislocación, lo que, junto con su estructura superficial única, da como resultado propiedades mecánicas que difieren de las de los materiales a granel.
La anisotropía de las nanopartículas conduce a muchos cambios en las propiedades de las nanopartículas. Se ha descubierto que las nanopartículas no esféricas de oro, plata y platino tienen diversas aplicaciones y han atraído un gran interés en el campo de la investigación debido a sus fascinantes propiedades ópticas. La geometría no esférica de los nanoprismas da como resultado soluciones coloidales con secciones transversales efectivas más altas y colores más profundos.
Al utilizar estas nanopartículas en el campo del etiquetado molecular, ensayos de biomoléculas, detección de trazas de metales y aplicaciones de nanotecnología, la posibilidad de cambiar la longitud de onda de oscilación ajustando la geometría de las partículas es muy interesante.
Las nanopartículas anisotrópicas muestran un comportamiento de absorción específico y una orientación aleatoria de las partículas bajo luz no polarizada, mostrando así diferentes modos de vibración para cada eje excitable. Esta propiedad se puede explicar en base a que, día a día, se realizan nuevos avances en el campo de la síntesis de estas nanopartículas para prepararlas con altos rendimientos.