Hạt nano

Hạt nano (hoặc thuốc nano hoặc nanocluster hoặc tinh thể nano) là một hạt siêu nhỏ có ít nhất một chiều nhỏ hơn 100nm.

Nghiên cứu hạt nano hiện đang là một lĩnh vực nghiên cứu khoa học mạnh mẽ, do có nhiều ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực y sinh, quang học và điện tử.

Các hạt nano rất được quan tâm về mặt khoa học vì chúng thực sự là cầu nối giữa các vật liệu khối và cấu trúc nguyên tử hoặc phân tử.

Một vật liệu khối nên có các tính chất vật lý không đổi bất kể kích thước của nó, nhưng ở quy mô nano, điều này thường không phải là trường hợp.

Các thuộc tính phụ thuộc vào kích thước được quan sát như sự giam cầm lượng tử trong các hạt bán dẫn, cộng hưởng plasmon bề mặt trong một số hạt kim loại và siêu màng trong vật liệu từ tính.

Các tính chất của vật liệu thay đổi khi kích thước của chúng tiến gần đến kích thước nano và khi tỷ lệ phần trăm nguyên tử trên bề mặt vật liệu trở nên đáng kể.

Đối với các vật liệu khối lớn hơn một micromet, tỷ lệ nguyên tử ở bề mặt là rất nhỏ so với tổng số nguyên tử của vật liệu.

Các tính chất thú vị và đôi khi bất ngờ của hạt nano không một phần là do các khía cạnh của bề mặt vật liệu chi phối các tính chất thay cho các tính chất khối.

Hạt nano thể hiện một số tính chất đặc biệt liên quan đến vật liệu khối.

Ví dụ, sự uốn cong của đồng số lượng lớn (dây, ruy băng, v.v.) xảy ra với sự chuyển động của các nguyên tử / cụm đồng ở quy mô khoảng 50nm.

Các hạt nano đồng nhỏ hơn 50nm được coi là vật liệu siêu cứng không thể hiện tính dễ uốn và độ dẻo như đồng khối.

Sự thay đổi về tính chất không phải lúc nào cũng được mong muốn.

Vật liệu sắt điện nhỏ hơn 10nm có thể chuyển hướng từ hóa bằng cách sử dụng năng lượng nhiệt ở nhiệt độ phòng, do đó làm cho chúng trở nên vô dụng đối với việc lưu trữ bộ nhớ.

Có thể đình chỉ các hạt nano vì sự tương tác của bề mặt hạt với dung môi đủ mạnh để khắc phục sự khác biệt về mật độ, điều này thường dẫn đến một vật liệu chìm hoặc nổi trong chất lỏng.

Các hạt nano thường có các đặc tính nhìn thấy bất ngờ vì chúng đủ nhỏ để giam cầm các electron của chúng và tạo ra các hiệu ứng lượng tử.

Ví dụ, các hạt nano vàng xuất hiện màu đỏ đậm đến đen trong dung dịch.

Các hạt nano có tỷ lệ diện tích bề mặt rất cao.

Điều này cung cấp một động lực to lớn để khuếch tán, đặc biệt là ở nhiệt độ cao.

Quá trình thiêu kết có thể diễn ra ở nhiệt độ thấp hơn, trên thang thời gian ngắn hơn so với các hạt lớn hơn.

Về mặt lý thuyết này không ảnh hưởng đến mật độ của sản phẩm cuối cùng, mặc dù khó khăn về dòng chảy và xu hướng của các hạt nano để kết tụ lại làm phức tạp vấn đề.

Tỷ lệ diện tích bề mặt lớn so với thể tích cũng làm giảm nhiệt độ nóng chảy của các hạt nano.

Lưu ý:   Văn bản trên được trích từ bài viết ” Hạt nano ” trên Wikipedia , đã được phát hành theo Giấy phép Tài liệu Tự do GNU .
Th8 03, 2020

Những câu chuyện liên quan