纳米技术有哪些 科研不神秘｜什么是纳米技术？纳米材料有哪些分类？

纳米技术是上个世纪以来的一个新的研究热点。

自从1959年诺贝尔奖得主理查德·费曼在他著名的演讲中引入“纳米技术”以来，纳米技术领域出现了各种革命性的发展。纳米技术只是在纳米水平上生产各种类型的材料。纳米颗粒一般是指具有纳米粒径的材料，其一维至少小于100纳米。根据整体形状，这些材料可以是零维、一维、二维或三维的。

当研究人员发现尺寸可以影响物质的物理和化学性质时，这些纳米材料的重要性得到了认可。20nm金、铂、银、钯NPs分别具有典型的酒红色、黄灰色、黑色和深黑色。下图是一个合成不同大小的金纳米粒子的例子。这些纳米粒子随着尺寸和形状的变化显示出特征性的颜色和性质，并可用于生物成像应用。

金纳米粒子的颜色取决于大小和形状

由于纵横比、纳米壳厚度和金浓度的变化，溶液的颜色发生了变化。上述任何因素的改变都会影响纳米粒子的吸收性能，因此观察到不同的吸收颜色。

纳米粒子本身不是简单的分子，而是由三层组成，即:

表面层可以被各种小分子、金属离子、表面活性剂和聚合物功能化。

外壳层在各方面都不同于核心的化学材料；

核心。

由于这些特殊性质，这些材料引起了多学科领域研究者的极大兴趣。下图显示了介孔和无孔甲基丙烯酸官能化二氧化硅的扫描电子显微镜和透射电子显微镜图像。

无孔二氧化硅纳米粒子和介孔二氧化硅纳米粒子的铁扫描电镜显微照片。无孔二氧化硅纳米粒子和介孔二氧化硅纳米粒子的透射电镜研究

纳米粒子可用于药物输送、化学和生物传感、气体传感、CO2捕获和其他相关应用。纳米材料的分类

根据其形状、大小和化学性质，纳米粒子被广泛分为不同的类别。根据NPs的理化特性，可分为以下几类。金属纳米粒子

金属纳米粒子是纯金属原料制成的。这些NPs具有独特的光电特性。

碱金属和贵金属，即铜、银、金的核磁共振谱在太阳电磁光谱的可见光区有较宽的吸收带。金属纳米粒子的表面合成、尺寸和形状控制是尖端材料的一个重要方面。由于其先进的光学特性，金属核磁共振在许多研究领域得到了应用。

金纳米粒子涂层也广泛应用于扫描电镜采样，以增强电子流动，这有助于获得高质量的扫描电镜图像。陶瓷纳米粒子

陶瓷纳米粒子是无机非金属固体，通过加热和冷却合成。它们可以以无定形、多晶、致密、多孔或空核的形式存在。因此，这些非离子表面活性剂在催化、光催化、光降解、成像等方面的应用引起了广泛关注。

纳米陶瓷半导体纳米粒子

半导体材料具有介于金属和非金属之间的特性，因此科学家们因为这一特性而发现了各种应用。半导体纳米粒子具有宽带隙，因此在带隙调谐下，它们的性质发生了显著变化。因此，它们是光催化、光学和电子器件中非常重要的材料。

不同尺寸的纳米粒子有助于生产彩色发光二极管的聚合物纳米粒子

这些通常是有机纳米粒子。大多数是纳米球或纳米胶囊的形状。前者为基质颗粒，总质量一般为固体，其他分子吸附在球面外边界。在后一种情况下，固体被完全包裹在颗粒中。聚合物纳米粒子很容易被功能化。

聚合物纳米粒子脂质基纳米粒子

脂质纳米粒含有脂质基团，已有效应用于许多生物医学领域。

一般来说，脂质NP是一种典型的直径在10-1000纳米之间的球体。和聚合物NPs一样，脂质纳米粒有一个由脂质组成的固体核，其基质中含有可溶性亲脂性分子。表面活性剂或乳化剂稳定了这些纳米粒子的外核。

脂质纳米技术是一个特殊的领域，其重点是设计和合成脂质纳米粒的各种应用，如药物载体和递送以及癌症治疗。