جزيئات الفضة النانويةلها خصائص بصرية وكهربائية وحرارية فريدة ويتم دمجها في منتجات تتراوح من الخلايا الكهروضوئية إلى أجهزة الاستشعار البيولوجية والكيميائية.تشمل الأمثلة الأحبار الموصلة والمعاجين والمواد المالئة التي تستخدم جزيئات الفضة النانوية في التوصيل الكهربائي العالي ، والاستقرار ، ودرجات حرارة التلبيد المنخفضة.تشمل التطبيقات الإضافية التشخيص الجزيئي والأجهزة الضوئية ، والتي تستفيد من الخصائص البصرية الجديدة لهذه المواد النانوية.من التطبيقات الشائعة بشكل متزايد استخدام الجسيمات النانوية الفضية للطلاء المضاد للميكروبات ، والعديد من المنسوجات ولوحات المفاتيح وضمادات الجروح والأجهزة الطبية الحيوية تحتوي الآن على جزيئات الفضة النانوية التي تطلق باستمرار مستوى منخفض من أيونات الفضة لتوفير الحماية ضد البكتيريا.

الجسيمات النانوية الفضيةالخواص البصرية

هناك اهتمام متزايد باستخدام الخصائص البصرية لجسيمات الفضة النانوية كمكون وظيفي في مختلف المنتجات وأجهزة الاستشعار.تتميز الجسيمات النانوية الفضية بكفاءة غير عادية في امتصاص الضوء وتشتيته ، وعلى عكس العديد من الأصباغ والأصباغ ، لها لون يعتمد على حجم وشكل الجسيم.يحدث التفاعل القوي بين جسيمات الفضة النانوية مع الضوء لأن إلكترونات التوصيل على سطح المعدن تخضع لتذبذب جماعي عند إثارة الضوء عند أطوال موجية محددة (الشكل 2 ، يسار).يُعرف هذا التذبذب باسم رنين البلازمون السطحي (SPR) ، وينتج عنه خصائص تشتت وامتصاص قوية بشكل غير عادي.في الواقع ، يمكن أن يكون لجسيمات الفضة النانوية انقراض فعال (التشتت + الامتصاص) المقاطع العرضية التي تصل إلى عشر مرات أكبر من المقطع العرضي المادي.يسمح المقطع العرضي للتشتت القوي بتصور الجسيمات النانوية الفرعية التي يبلغ طولها 100 نانومتر بسهولة باستخدام المجهر التقليدي.عندما يتم إضاءة 60 نانومتر من الجسيمات النانوية الفضية بالضوء الأبيض ، فإنها تظهر كمشتتات مصدر نقطية زرقاء ساطعة تحت مجهر مجال مظلم (الشكل 2 ، على اليمين).يرجع اللون الأزرق الساطع إلى SPR الذي يبلغ طوله الموجي 450 نانومتر.من الخصائص الفريدة للجسيمات النانوية الفضية الكروية أنه يمكن ضبط الطول الموجي لذروة SPR من 400 نانومتر (الضوء البنفسجي) إلى 530 نانومتر (الضوء الأخضر) عن طريق تغيير حجم الجسيمات ومعامل الانكسار المحلي بالقرب من سطح الجسيم.يمكن تحقيق تحولات أكبر في الطول الموجي لذروة SPR إلى منطقة الأشعة تحت الحمراء من الطيف الكهرومغناطيسي عن طريق إنتاج جسيمات الفضة النانوية بأشكال قضبان أو ألواح.

تطبيقات الجسيمات النانوية الفضية

جزيئات الفضة النانويةيتم استخدامها في العديد من التقنيات ويتم دمجها في مجموعة واسعة من المنتجات الاستهلاكية التي تستفيد من خصائصها المرغوبة البصرية والتوصيلية والمضادة للبكتيريا.

• التطبيقات التشخيصية: تُستخدم جسيمات الفضة النانوية في أجهزة الاستشعار الحيوية والعديد من الاختبارات حيث يمكن استخدام مواد الجسيمات النانوية الفضية كعلامات بيولوجية للكشف الكمي.
• التطبيقات المضادة للبكتيريا: جسيمات الفضة النانوية مدمجة في الملابس والأحذية والدهانات وضمادات الجروح والأجهزة ومستحضرات التجميل والبلاستيك لخصائصها المضادة للبكتيريا.
• التطبيقات الموصلة: تُستخدم الجسيمات النانوية الفضية في الأحبار الموصلة ويتم دمجها في المركبات لتعزيز التوصيل الحراري والكهربائي.
• التطبيقات البصرية: تُستخدم الجسيمات النانوية الفضية في حصاد الضوء بكفاءة ولتحسين المطياف البصرية بما في ذلك الفلورة المعززة بالمعادن (MEF) وتشتت رامان المعزز بالسطح (SERS).