Dieser Artikel bietet eine detaillierte Analyse der Synthese, Eigenschaften und Anwendungen von Nanopartikeln (NPs), die in verschiedenen Formen vorkommen. NPs sind winzige Materialien mit Größenbereichen von 1 bis 100 nm. Sie können entsprechend ihrer Eigenschaften und Formen in verschiedene Klassen unterteilt werden. Verschiedene Gruppen umfassen Fullerene, metallische NPs, keramische NPs und polymere NPs. Aufgrund ihrer großen Oberfläche und Nanogröße haben NPs einzigartige physikalische und chemische Eigenschaften. Es wird berichtet, dass ihre optischen Eigenschaften größenabhängig sind und aufgrund der Absorption unterschiedliche Farben im sichtbaren Bereich verleihen. Ihre Reaktivität, Zähigkeit und andere Eigenschaften hängen auch von ihrer einzigartigen Größe, Form und Struktur ab. Diese Eigenschaften machen sie zu geeigneten Kandidaten für eine Vielzahl von kommerziellen und Haushaltsanwendungen, einschließlich Katalyse, Bildgebung, medizinische Anwendungen, energiebasierte Forschung und Umweltanwendungen. Blei-, Quecksilber- und Zinn-Schwermetall-NPs werden als starr und stabil beschrieben, sodass ihr Abbau nicht leicht zu erreichen ist, was zu vielen Umwelttoxizitäten führen kann.
Die Nanotechnologie ist seit über einem Jahrzehnt ein bekanntes Forschungsgebiet. Seit der Einführung der Nanotechnologie durch den Nobelpreisträger Richard P. Feynman in seinem berühmten Vortrag „Es ist viel Platz auf der Erde“ im Jahr 1959 hat es mehrere revolutionäre Entwicklungen auf diesem Gebiet gegeben. Nanopartikel (NP) sind eine breite Materialklasse, die partikuläre Substanzen mit einer Größe von mindestens 100 nm enthalten. Abhängig von der generellen Form können diese Materialien 0D, 1D, 2D oder 3D sein. Die Bedeutung dieser Materialien wurde erkannt, als Forscher entdeckten, dass die Größe die physikochemischen Eigenschaften einer Substanz beeinflussen kann, beispielsweise die optischen Eigenschaften. Die 20 nm großen NP aus Gold (Au), Platin (Pt), Silber (Ag) und Palladium (Pd) haben die charakteristischen Farben Weinrot, Gelbgrau, Schwarz und Dunkelschwarz. Es wurden NP unterschiedlicher Größe synthetisiert.
NPs sind keine einfachen Moleküle, sondern bestehen tatsächlich aus drei Schichten. Die Oberflächenschicht kann mithilfe verschiedener kleiner Moleküle, Metallionen, Tenside und Polymere bearbeitet werden. Die Mantelschicht unterscheidet sich chemisch in jeder Hinsicht vom Kern. Schließlich ist die Kernschicht im Wesentlichen der zentrale Teil des NP und bezieht sich im Allgemeinen auf das NP selbst. Aufgrund dieser außergewöhnlichen Eigenschaften stießen diese Materialien auf großes Interesse.
