الجسيمات النانوية الفضيةلها خصائص بصرية وكهربائية وفريدة من نوعها ويجري دمجها في منتجات تتراوح من الخلايا الكهروضوئية إلى أجهزة الاستشعار البيولوجية والكيميائية. ومن الأمثلة على ذلك الأحبار الموصلة والمعاجين والمواد الحشو التي تستخدم الجسيمات النانوية الفضية من أجل الموصلية الكهربائية العالية والاستقرار ودرجات الحرارة المنخفضة. تشمل التطبيقات الإضافية التشخيص الجزيئي والأجهزة الضوئية ، والتي تستفيد من الخصائص البصرية الجديدة لهذه المواد النانوية. التطبيق الشائع بشكل متزايد هو استخدام الجسيمات النانوية الفضية للطلاء المضاد للميكروبات ، والعديد من المنسوجات ، ولوحات المفاتيح ، وضمادات الجروح ، والأجهزة الطبية الحيوية تحتوي الآن على جسيمات نانوية فضية تطلق باستمرار مستوى منخفض من الأيونات الفضية لتوفير الحماية ضد البكتيريا.

الجسيمات النانوية الفضيةالخصائص البصرية

هناك اهتمام متزايد في استخدام الخواص البصرية للجسيمات النانوية الفضية كمكون وظيفي في مختلف المنتجات وأجهزة الاستشعار. الجسيمات النانوية الفضية فعالة بشكل غير عادي في امتصاص وتناثر الضوء ، وعلى عكس العديد من الأصباغ والأصباغ ، لها لون يعتمد على حجم وشكل الجسيم. يحدث التفاعل القوي للجسيمات النانوية الفضية مع الضوء لأن إلكترونات التوصيل على سطح المعدن تخضع لتذبذب جماعي عندما يكون متحمسًا بواسطة الضوء في أطوال موجية محددة (الشكل 2 ، يسار). يُعرف هذا التذبذب باسم رنين البلازما السطحي (SPR) ، ويؤدي إلى خصائص الانتثار والامتصاص القوية بشكل غير عادي. في الواقع ، يمكن أن يكون للجسيمات النانوية الفضية انقراضًا فعالًا (تماسك + امتصاص) مقاطع عرضية تصل إلى عشرة أضعاف من مقطعها العرضي المادي. يسمح المقطع العرضي القوي للتشتت بتصور الجسيمات النانوية الفرعية 100 نانومتر بسهولة باستخدام المجهر التقليدي. عندما يتم إضاءة الجسيمات النانوية الفضية 60 نانومتر بالضوء الأبيض ، فإنها تظهر على أنها مبعثرات مصدر النقطة الزرقاء الساطعة تحت مجهر حقل مظلم (الشكل 2 ، يمين). يرجع اللون الأزرق المشرق إلى SPR الذي يبلغ ذروته بطول موجة 450 نانومتر. تتمثل خاصية فريدة من الجسيمات النانوية الفضية الكروية في أنه يمكن ضبط طول موجة قمة SPR من 400 نانومتر (ضوء البنفسجي) إلى 530 نانومتر (الضوء الأخضر) عن طريق تغيير حجم الجسيمات ومؤشر الانكسار المحلي بالقرب من سطح الجسيمات. يمكن تحقيق تحولات أكبر من طول موجة ذروة SPR في المنطقة بالأشعة تحت الحمراء للطيف الكهرومغناطيسي عن طريق إنتاج جسيمات نانوية فضية بأشكال قضيب أو ألواح.

تطبيقات الجسيمات النانوية الفضية

الجسيمات النانوية الفضيةيتم استخدامها في العديد من التقنيات ودمجها في مجموعة واسعة من المنتجات الاستهلاكية التي تستفيد من خصائصها البصرية والموصل والمضادة للبكتيريا المرغوبة.

• التطبيقات التشخيصية: يتم استخدام الجسيمات النانوية الفضية في المستشعرات الحيوية والعديد من المقايسات حيث يمكن استخدام مواد الجسيمات النانوية الفضية كعلامات بيولوجية للكشف الكمي.
• التطبيقات المضادة للجراثيم: يتم دمج الجسيمات النانوية الفضية في الملابس والأحذية والدهانات وضمادات الجرح والأجهزة ومستحضرات التجميل والمواد البلاستيكية لخصائصها المضادة للبكتيريا.
• التطبيقات الموصلة: يتم استخدام الجسيمات النانوية الفضية في الأحبار الموصلة ودمجها في المركبات لتعزيز الموصلية الحرارية والكهربائية.
• التطبيقات البصرية: تُستخدم الجسيمات النانوية الفضية لحصاد الضوء بكفاءة وللحصول على التحليل الطيفي البصري المعزز بما في ذلك مضان المعادن المعزز (MEF) وتناثر رامان المعزز بالسطح (SERS).