この記事では、さまざまな形で存在するナノ粒子 (NP) の合成、特性、および用途について詳細に分析します。NP は、サイズが 1 ～ 100 nm の微小な材料です。特性と形状に応じて、さまざまなクラスに分類できます。さまざまなグループには、フラーレン、金属 NP、セラミック NP、ポリマー NP などがあります。表面積が大きく、ナノスケールのサイズであるため、NP は独自の物理的および化学的特性を持っています。光学特性はサイズに依存し、吸収により可視範囲でさまざまな色を与えることが報告されています。反応性、靭性、およびその他の特性も、独自のサイズ、形状、構造に依存します。これらの特性により、NP は、触媒、イメージング、医療用途、エネルギーベースの研究、環境用途など、さまざまな商業および家庭用アプリケーションに適しています。鉛、水銀、スズの重金属 NP は、硬くて安定しているため、分解が容易ではなく、多くの環境毒性を引き起こす可能性があると報告されています。
ナノテクノロジーは、10 年以上にわたってよく知られた研究分野となっています。1959 年にノーベル賞受賞者のリチャード P. ファインマンが「地上には広大な空間がある」という有名な講演でナノテクノロジーを紹介して以来、ナノテクノロジーの分野ではいくつかの革命的な進歩がありました。ナノ粒子 (NP) は、少なくとも 100 nm の大きさの粒子状物質を含む幅広いクラスの材料です。一般的な形状に応じて、これらの材料は 0D、1D、2D、または 3D の形状になります。研究者がサイズによって物質の物理化学的特性、たとえば光学特性に影響を及ぼしうることを発見したとき、これらの材料の重要性が認識されました。20 nm の金 (Au)、白金 (Pt)、銀 (Ag)、パラジウム (Pd) の NP は、ワインレッド、黄灰色、黒、暗黒という特徴的な色をしています。さまざまなサイズの NP が合成されました。
NP は単純な分子ではなく、実際には 3 つの層で構成されています。表面層は、さまざまな小分子、金属イオン、界面活性剤、ポリマーの助けを借りて操作できます。クラッド層は、あらゆる点でコアとは化学的に異なります。最後に、コア層は基本的に NP の中心部分であり、通常は NP 自体に関連します。これらの並外れた特性のため、これらの材料は大きな関心を集めています。
