Silbernanopartikelverfügen über einzigartige optische, elektrische und thermische Eigenschaften und werden in Produkte integriert, die von der Photovoltaik bis hin zu biologischen und chemischen Sensoren reichen.Beispiele hierfür sind leitfähige Tinten, Pasten und Füllstoffe, die Silbernanopartikel aufgrund ihrer hohen elektrischen Leitfähigkeit, Stabilität und niedrigen Sintertemperaturen nutzen.Weitere Anwendungen umfassen molekulare Diagnostik und photonische Geräte, die sich die neuartigen optischen Eigenschaften dieser Nanomaterialien zunutze machen.Eine immer häufigere Anwendung ist die Verwendung von Silbernanopartikeln für antimikrobielle Beschichtungen. Viele Textilien, Tastaturen, Wundauflagen und biomedizinische Geräte enthalten mittlerweile Silbernanopartikel, die kontinuierlich eine geringe Menge Silberionen freisetzen, um Schutz vor Bakterien zu bieten.

Silber-NanopartikelOptische Eigenschaften

Es besteht ein wachsendes Interesse daran, die optischen Eigenschaften von Silbernanopartikeln als funktionelle Komponente in verschiedenen Produkten und Sensoren zu nutzen.Silbernanopartikel absorbieren und streuen Licht außerordentlich effizient und haben im Gegensatz zu vielen Farbstoffen und Pigmenten eine Farbe, die von der Größe und Form des Partikels abhängt.Die starke Wechselwirkung der Silbernanopartikel mit Licht entsteht dadurch, dass die Leitungselektronen auf der Metalloberfläche bei Anregung durch Licht bestimmter Wellenlängen eine kollektive Schwingung erfahren (Abbildung 2, links).Diese als Oberflächenplasmonenresonanz (SPR) bekannte Schwingung führt zu ungewöhnlich starken Streu- und Absorptionseigenschaften.Tatsächlich können Silbernanopartikel effektive Extinktionsquerschnitte (Streuung + Absorption) haben, die bis zu zehnmal größer sind als ihr physikalischer Querschnitt.Der starke Streuquerschnitt ermöglicht die einfache Visualisierung von Nanopartikeln unter 100 nm mit einem herkömmlichen Mikroskop.Wenn 60-nm-Silbernanopartikel mit weißem Licht beleuchtet werden, erscheinen sie unter einem Dunkelfeldmikroskop als leuchtend blaue Punktquellenstreuer (Abbildung 2, rechts).Die leuchtend blaue Farbe ist auf eine SPR zurückzuführen, die bei einer Wellenlänge von 450 nm ihren Höhepunkt erreicht.Eine einzigartige Eigenschaft sphärischer Silbernanopartikel besteht darin, dass diese SPR-Spitzenwellenlänge von 400 nm (violettes Licht) bis 530 nm (grünes Licht) eingestellt werden kann, indem die Partikelgröße und der lokale Brechungsindex in der Nähe der Partikeloberfläche geändert werden.Noch größere Verschiebungen der SPR-Peakwellenlänge in den Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums können durch die Herstellung von Silbernanopartikeln in Stab- oder Plattenform erreicht werden.

Anwendungen von Silbernanopartikeln

Silbernanopartikelwerden in zahlreichen Technologien eingesetzt und in eine breite Palette von Verbraucherprodukten integriert, die sich ihre wünschenswerten optischen, leitfähigen und antibakteriellen Eigenschaften zunutze machen.

• Diagnostische Anwendungen: Silbernanopartikel werden in Biosensoren und zahlreichen Tests verwendet, bei denen die Silbernanopartikelmaterialien als biologische Markierungen für den quantitativen Nachweis verwendet werden können.
• Antibakterielle Anwendungen: Silbernanopartikel werden aufgrund ihrer antibakteriellen Eigenschaften in Bekleidung, Schuhe, Farben, Wundauflagen, Geräte, Kosmetika und Kunststoffe eingearbeitet.
• Leitfähige Anwendungen: Silbernanopartikel werden in leitfähigen Tinten verwendet und in Verbundwerkstoffe integriert, um die thermische und elektrische Leitfähigkeit zu verbessern.
• Optische Anwendungen: Silbernanopartikel werden zur effizienten Lichtgewinnung und für verbesserte optische Spektroskopien einschließlich metallverstärkter Fluoreszenz (MEF) und oberflächenverstärkter Raman-Streuung (SERS) verwendet.