纳米颗粒的大小
- 粒子可以根据直径分为三类:
- 粗颗粒(也称为微粒物质或灰尘)
- 微粒
- 纳米粒子
以纳米为单位用于分类粒子的直径
- 纳米颗粒的大小在1到100纳米之间,通常只包含一个纳米颗粒几百个原子
- 原子和简单分子大约比这个小100倍
- 纳米颗粒比细粒子它们的直径在100到2500纳米之间
- 纳米颗粒的生产和应用的研究被称为纳米科学
图中显示了纳米颗粒相对于其他物体和物质的大小
考试技巧
1纳米= 1 × 109M = 0.000 000 001 M。
纳米颗粒的性质
- 纳米粒子最有趣的特征之一是它们的高度表面区域来体积比
- 随着粒子尺寸的减小,它们的表面积增加相对于它们的体积
- 当立方体的边长减少到原来的1 / 10时,其表面积与体积之比就增加到原来的1 / 10
- 这就是为什么纳米颗粒可能具有不同于相同材料的性质
- 这也可能意味着,与正常粒径的材料相比,需要更少的量才能有效
- 富勒烯(由碳制成的纳米颗粒)与金刚石和石墨等较大的碳化合物的表现非常不同
- 表面积体积比是一个重要的特征催化而且表面化学
- 的更高的比例越大,反应可用的表面积就越大,因此更好的的催化剂
这张图显示了三种不同尺寸立方体的表面积与体积比
- 纳米颗粒的主要工业应用是在催化由于它们的高表面积与体积比
- 二氧化钛是一个很好的例子,说明同一种化学物质在体积和纳米颗粒形式下具有不同的性质
- 二氧化钛纳米颗粒表单用于防晒霜当它阻塞时紫外线光但是叶子没有白色的标志着在皮肤上
- 同样的化学物质散装形式用作白色色素在油漆
- 富勒烯用于医学而且药物设计因为它们比其他颗粒更容易被吸收,可以更有效地将药物输送到目标区域
- 富勒烯也用于电子电路当涂料用于假肢和关节
- 银纳米颗粒被喷到医用服装和外科口罩的纤维上,这使它们具有材料的灵活性,但也有额外的好处抗菌银金属的性质
考试技巧
纳米颗粒由于其高的表面体积比而表现出不同的性质。
风险
- 纳米颗粒具有广泛的用途和应用,可以为材料技术提供巨大的进步
- 纳米粒子在科学上的应用正处于发展阶段早期阶段所以仍然有很多未知的因素及潜在风险
- 特别是,人们对它们可能产生的影响缺乏了解健康
- 虽然还没有什么严重的短期内副作用,可能是长期的副作用,我们还没有发现,因为它们使用的时间还不够长
- 由于高表面积与体积比,特定纳米颗粒中即使是少量的毒性也会成倍增加
- 再加上它们不容易被人体处理的事实,是在纳米颗粒的医疗应用中要谨慎的一个原因
考试技巧
你可能会被要求解释纳米颗粒的其他用途,但你会在问题中得到足够的信息,以便能够提供一个完整的答案。