Наночастицы, крохотные чудеса современной науки, оказывают большое влияние на различные отрасли промышленности. Но что такое наночастицы? Это материалы, по крайней мере, одно измерение которых находится в диапазоне от 1 до 100 нанометров в длину. Для сравнения: наночастица примерно в 100 раз меньше средней клетки вашего тела. От простых молекул, таких как глюкоза, до наноматериалов размером от 1 до 100 нанометров, наночастицы охватывают широкий спектр материалов.
Каковы некоторые применения наночастиц?
Наночастицы обладают уникальными свойствами по сравнению со своими макро- и микро-аналогами. Их огромная площадь поверхности делает их очень реактивными, что приводит к достижениям в:
Каталитические преобразователи: Снижение выбросов автомобилей за счет повышения эффективности реакции.
Доставки лекарств: Нацеливание на определенные ткани для менее инвазивных и более эффективных методов лечения, например, лечения рака. Функционализированные наночастицы позволяют доставлять лекарства непосредственно к пораженным тканям, сводя к минимуму побочные эффекты и снижая затраты.
Оптические технологии: Создание ярких цветов и улучшение манипуляций со светом. Эти уникальные свойства находят применение в таких технологиях, как рамановская спектроскопия с усилением поверхности.
Суперпрочные материалы: Углеродные нанотрубки, один из самых известных наноматериалов, обладают исключительной прочностью благодаря высокому соотношению сторон и прочным ковалентным связям. Они значительно превосходят другие материалы, что делает их неоценимыми в различных отраслях промышленности.
Наночастицы примерно в 100 раз меньше средней клетки вашего тела.
Классификации наночастиц
Из-за различий в морфологии, размере и химических свойствах наночастицы (НЧ) можно разделить на отдельные категории. Вот некоторые известные классы, основанные на этих физических и химических характеристиках:
Углеродные НЧ
Фуллерены и углеродные нанотрубки (УНТ) являются основными классами.
Фуллерены представляют собой шаровидные полые клетки из углерода.
УНТ представляют собой удлиненные трубчатые структуры.
УНТ могут быть металлическими или полупроводниковыми.
Области применения включают электропроводность, прочность и универсальность.
Металлические НЧ
Изготовлен исключительно из металлических предшественников.
Обладают уникальными оптоэлектрическими свойствами благодаря локализованному поверхностному плазмонному резонансу (LSPR).
Золотые NP используются для улучшения выборки SEM.
Приложения включают улучшенные оптические свойства и улучшение электронного потока.
Керамика НП
Неорганические неметаллические твердые вещества, синтезированные путем нагревания и охлаждения.
Доступен в различных формах: аморфная, поликристаллическая, плотная, пористая или полая.
Приложения включают катализ, фотокатализ и визуализацию.
Полупроводниковые НЧ
Обладают свойствами металлов и неметаллов.
Значительное изменение свойств при настройке запрещенной зоны.
Приложения включают фотокатализ, фотооптику и электронные устройства.
Полимерные НЧ
НЧ органического происхождения, также известные как полимерные наночастицы (ПНЧ).
Наносферы или нанокапсульная форма.
Легко функционализируется для различных приложений.
НЧ на основе липидов
Содержат липидные фрагменты, преимущественно сферические.
Твердое ядро из липидов с матрицей, содержащей растворимые липофильные молекулы.
Приложения включают носители лекарств, высвобождение РНК при терапии рака и биомедицинские применения.
Какие проблемы возникают при использовании наночастиц?
Риск для здоровья: Наночастицы могут проникать в клетки, потенциально вызывая проблемы с дыханием, болезни сердца, повышенный риск сердечных заболеваний, нейротоксичность и раздражение кожи. Их небольшой размер и повышенная реакционная способность способствуют более высокой токсичности по сравнению с более крупными аналогами, что вызывает опасения по поводу длительного воздействия и накопления в организме.
Воздействие на окружающую среду: Сложность их фильтрации может привести к непредвиденным экологическим последствиям. Токсичность варьируется в зависимости от таких факторов, как состав, растворимость, форма и размер, что затрудняет установление точных требований безопасности. Наночастицы также могут обходить традиционные фильтры и создавать риск взрыва пыли, что подчеркивает необходимость осторожного обращения и управления рисками.
Случай диоксида титана
Одна распространенная наночастица, диоксид титана, находит широкое применение в таких технологиях, как литий-ионные батареи, химическое зондирование, косметика и солнцезащитные кремы. Несмотря на обширные исследования, последствия воздействия и безопасные пределы воздействия остаются неясными, что подчеркивает сложности токсикологии наночастиц.
Безопасность прежде всего:
Учитывая потенциальные риски, ответственное обращение имеет решающее значение. Вот несколько лучших практик:
Инженерный контроль: Используйте вентилируемые вытяжные шкафы и фильтры HEPA.
Административные меры: Обучите рабочих процедурам безопасного обращения. Средства индивидуальной защиты: Надевайте респираторы, перчатки и соответствующую одежду.
Наночастицы открывают огромный потенциал, но с осторожностью. Признавая риски и принимая ответственные методы, мы можем использовать силу этих крошечных титанов для светлого будущего.
Как Chemwatch может помочь?
Chemwatch выпускает паспорта безопасности (SDS), чтобы все ваши пользователи знали об опасностях, связанных с химическими веществами, используемыми в продуктах. Если вы хотите узнать больше о влиянии химикатов на окружающую среду и здоровье или о том, как минимизировать риск при работе с химикатами, мы здесь, чтобы помочь. У нас есть инструменты, которые помогут вам с обязательной отчетностью, а такжесоздание паспортов безопасности и оценки рисков. У нас также есть библиотека вебинаров, посвященных глобальным правилам безопасности, обучению работе с программным обеспечением, аккредитованным курсам и требованиям к маркировке. Для дополнительной информации, Свяжитесь с нами Cегодня!
Как ученые, развивающиеся с помощью технологий, мы рассматриваем инновации как образ жизни, жизнь, которую мы посвящаем совершенствованию и продвижению в области безопасности, здоровья и окружающей среды.
