Nanoparticule

1.Introducere

In nanotehnologie, o particula este definita ca un obiect de mici dimensiuni,care se comporta ca unitate de ansamblu in ceea ce priveste transportul si proprietatile.

Nanoparticulele sunt clasificate mai departe in functie de dimensiuni.Particulele brute au dimensiuni intre 10.000 si 2.500 nanometri.Particulele fine se situeaza intre 2.500 si 100 nanometri.Particulele ultrafine sau nanoparticulele se afla intre 1 si 100 nanometri.Motivul pentru numele dublu al acestor particule este faptul ca, in anii 1970-1980, cand primele studii fundamentale cu “nanoparticule” erau in curs de desfasurare in SUA si Japonia, acestea erau denumite “particule ultra fine “.Totusi, in perioada anilor 1990 inainte ca “Initiativa Nationala de Nanotehnologie “ sa fie lansata de SUA, denumirea de “nanoparticula” devenise la moda.

Desi majoritatea moleculelor se incadreaza in categoriile de mai sus de marimi, moleculele individuale nu sunt denumite nanoparticule.

Nano-particulele sunt folosite astăzi într-o gamă largă de aplicaţii (de exemplu, sunt conţinute în vopsele, loţiuni, haine de protecţie, medicamente, etc). Există discuţii referitoare la posibile efecte periculoase ale nano-particulelor asupra sănătăţii omului şi/sau mediului, discuţii ce privesc în egală măsură şi standardizarea în domeniul nano-particulelor.

2.Caracterizarea generale ale nanoparticulelor

[2];[3];[6];[7];[8]

Sinteza şi caracterizarea nanoparticulelor a devenit un domeniu interdisciplinar de mare interes în ultimul deceniu datorită aplicaţiilor industriale pe care le prezintă. Nanoparticulele sunt particule ultrafine cu dimensiuni mai mici de 100 nm. Totuşi, definiţia nanoparticulelor variază în funcţie de material, domeniu sau aplicaţie. Etapa de sinteză a nanoparticulelor este deosebit de important deoarece proprietăţile nanoparticulelor depind în mare măsură de dimensiunea acestora . Aceste particule prezintă proprietăţi chimice, electrice, optice şi mecanice diferite de ale materialului cu granulaţie convenţională.[6]

Nanotehnologia a fost folosită şi acum 2.000 de ani, conform nivelului de dezvoltare a acelei perioade, de arhitectul roman Marcus Vitruvius Pollio, pentru obţinerea vopselei din funingine, produsă sintetic. În prezent, se cunoaşte că funinginea este formată din nanoparticule.

Azi, vopsele importante sunt produse pe baza nanotehnologiilor, datorită calităţilor lor: se curăţa uşor, au efecte speciale, sunt antimicrobiene, sunt rezistente la zgârieturi, sunt fotocatalitice, conferă protecţie UV, produc ecranări faţă de undele electromagnetice şi faţă de cele de înaltă frecvenţă etc. [8]

Nanoparticulele se folosesc în industrie pe scară largă. Lentilele ochelarilor de soare, confecţionate din material plastic, sunt rezistente la zgârieturi datorită tratării lor cu nanoparticule de zirconiu şi TiO2. Nanoparticulele de negru de fum penetrează reţeaua macromoleculei cauciucului, formând o nouă reţea care reduce semnificativ abraziunea cauciucului. Nanotehnologiile sunt intens folosite în procesele de separare a moleculelor, obţinându-se materiale cu o structură controlată. [2]

Nanoparticulele sunt de mare interes științific , deoarece acestea sunt , de fapt , o punte de legătură între materiale pulverulente și a structurilor atomice sau moleculare . Un material în vrac ar trebui să aibă proprietăți fizice constante , indiferent de dimensiunea sa , dar la scară nano proprietăți dependente de dimensiuni sunt adesea observate . Astfel , proprietățile materialelor schimba ca dimensiunea lor se apropie de scara nano si ca procentul de atomi de la suprafața unui material devine semnificativ . Pentru produse în vrac mai mari de un micrometru ( sau microni ) , procentul de atomi de la suprafață este nesemnificativă în raport cu numărul de atomi în cea mai mare parte a materialului . Interesante și uneori neașteptate proprietatile nanoparticule sunt , prin urmare, în mare parte din cauza suprafeței mari a materialului , care domină contribuțiile făcute de către cea mai mare parte de material .[3]