Νανοσωματίδια αργύρουέχουν μοναδικές οπτικές, ηλεκτρικές και θερμικές ιδιότητες και ενσωματώνονται σε προϊόντα που κυμαίνονται από φωτοβολταϊκά έως βιολογικούς και χημικούς αισθητήρες.Παραδείγματα περιλαμβάνουν αγώγιμα μελάνια, πάστες και πληρωτικά που χρησιμοποιούν νανοσωματίδια αργύρου για την υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα, τη σταθερότητα και τις χαμηλές θερμοκρασίες πυροσυσσωμάτωσης.Πρόσθετες εφαρμογές περιλαμβάνουν μοριακές διαγνωστικές και φωτονικές συσκευές, οι οποίες εκμεταλλεύονται τις νέες οπτικές ιδιότητες αυτών των νανοϋλικών.Μια ολοένα και πιο κοινή εφαρμογή είναι η χρήση νανοσωματιδίων αργύρου για αντιμικροβιακές επικαλύψεις και πολλά υφάσματα, πληκτρολόγια, επιδέσμους τραυμάτων και βιοϊατρικές συσκευές περιέχουν τώρα νανοσωματίδια αργύρου που απελευθερώνουν συνεχώς χαμηλό επίπεδο ιόντων αργύρου για να παρέχουν προστασία από τα βακτήρια.

Νανοσωματίδιο αργύρουΟπτικές ιδιότητες

Υπάρχει αυξανόμενο ενδιαφέρον για τη χρήση των οπτικών ιδιοτήτων των νανοσωματιδίων αργύρου ως λειτουργικού συστατικού σε διάφορα προϊόντα και αισθητήρες.Τα νανοσωματίδια αργύρου είναι εξαιρετικά αποτελεσματικά στην απορρόφηση και τη σκέδαση του φωτός και, σε αντίθεση με πολλές βαφές και χρωστικές, έχουν χρώμα που εξαρτάται από το μέγεθος και το σχήμα του σωματιδίου.Η ισχυρή αλληλεπίδραση των νανοσωματιδίων αργύρου με το φως συμβαίνει επειδή τα ηλεκτρόνια αγωγιμότητας στη μεταλλική επιφάνεια υφίστανται μια συλλογική ταλάντωση όταν διεγείρονται από το φως σε συγκεκριμένα μήκη κύματος (Εικόνα 2, αριστερά).Γνωστή ως επιφανειακός συντονισμός πλασμονίου (SPR), αυτή η ταλάντωση έχει ως αποτέλεσμα ασυνήθιστα ισχυρές ιδιότητες σκέδασης και απορρόφησης.Στην πραγματικότητα, τα νανοσωματίδια αργύρου μπορούν να έχουν διατομές αποτελεσματικής εξαφάνισης (σκέδασης + απορρόφησης) έως και δέκα φορές μεγαλύτερες από τη φυσική τους διατομή.Η ισχυρή διατομή σκέδασης επιτρέπει σε νανοσωματίδια κάτω των 100 nm να οπτικοποιούνται εύκολα με ένα συμβατικό μικροσκόπιο.Όταν τα νανοσωματίδια αργύρου 60 nm φωτίζονται με λευκό φως, εμφανίζονται ως φωτεινά μπλε σημειακά σκεδαστικά σημεία κάτω από ένα μικροσκόπιο σκοτεινού πεδίου (Εικόνα 2, δεξιά).Το φωτεινό μπλε χρώμα οφείλεται σε ένα SPR που κορυφώνεται σε μήκος κύματος 450 nm.Μια μοναδική ιδιότητα των σφαιρικών νανοσωματιδίων αργύρου είναι ότι αυτό το μήκος κύματος κορυφής SPR μπορεί να συντονιστεί από 400 nm (ιώδες φως) έως 530 nm (πράσινο φως) αλλάζοντας το μέγεθος των σωματιδίων και τον τοπικό δείκτη διάθλασης κοντά στην επιφάνεια των σωματιδίων.Ακόμη μεγαλύτερες μετατοπίσεις του μήκους κύματος κορυφής SPR προς την υπέρυθρη περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος μπορούν να επιτευχθούν με την παραγωγή νανοσωματιδίων αργύρου με σχήμα ράβδου ή πλάκας.

Εφαρμογές νανοσωματιδίων αργύρου

Νανοσωματίδια αργύρουχρησιμοποιούνται σε πολυάριθμες τεχνολογίες και ενσωματώνονται σε ένα ευρύ φάσμα καταναλωτικών προϊόντων που εκμεταλλεύονται τις επιθυμητές οπτικές, αγώγιμες και αντιβακτηριδιακές τους ιδιότητες.

• Διαγνωστικές εφαρμογές: Τα νανοσωματίδια αργύρου χρησιμοποιούνται σε βιοαισθητήρες και σε πολυάριθμες αναλύσεις όπου τα υλικά νανοσωματιδίων αργύρου μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως βιολογικές ετικέτες για ποσοτική ανίχνευση.
• Αντιβακτηριακές εφαρμογές: Τα νανοσωματίδια αργύρου ενσωματώνονται σε ρούχα, υποδήματα, χρώματα, επιδέσμους τραυμάτων, συσκευές, καλλυντικά και πλαστικά για τις αντιβακτηριδιακές τους ιδιότητες.
• Αγώγιμες Εφαρμογές: Τα νανοσωματίδια αργύρου χρησιμοποιούνται σε αγώγιμα μελάνια και ενσωματώνονται σε σύνθετα υλικά για την ενίσχυση της θερμικής και ηλεκτρικής αγωγιμότητας.
• Οπτικές Εφαρμογές: Τα νανοσωματίδια αργύρου χρησιμοποιούνται για την αποτελεσματική συλλογή φωτός και για βελτιωμένες οπτικές φασματοσκοπίες, συμπεριλαμβανομένου του φθορισμού ενισχυμένου μετάλλου (MEF) και της σκέδασης Raman ενισχυμένης επιφάνειας (SERS).