ננו-חלקיקי כסףבעלי מאפיינים אופטיים, חשמליים ותרמיים ייחודיים והם משולבים במוצרים שנעים מפוטו-וולטאים ועד חיישנים ביולוגיים וכימיים.דוגמאות כוללות דיו מוליך, משחות וחומרי מילוי המשתמשים בננו-חלקיקי כסף עבור מוליכות חשמלית גבוהה, יציבות וטמפרטורות סינטר נמוכות.יישומים נוספים כוללים אבחון מולקולרי והתקנים פוטוניים, המנצלים את התכונות האופטיות החדשות של ננו-חומרים אלה.יישום נפוץ יותר ויותר הוא השימוש בננו-חלקיקי כסף לציפויים אנטי-מיקרוביאליים, וטקסטיל, מקלדות, חבישות פצעים ומכשירים ביו-רפואיים רבים מכילים כעת ננו-חלקיקי כסף המשחררים ללא הרף רמה נמוכה של יוני כסף כדי לספק הגנה מפני חיידקים.

ננו-חלקיק כסףתכונות אופטיות

יש עניין גובר בשימוש בתכונות האופטיות של ננו-חלקיקי כסף כמרכיב הפונקציונלי במוצרים ובחיישנים שונים.ננו-חלקיקי כסף יעילים בצורה יוצאת דופן בספיגה ופיזור של אור, ובניגוד לצבעים ופיגמנטים רבים, יש להם צבע שתלוי בגודל ובצורה של החלקיק.האינטראקציה החזקה של ננו-חלקיקי הכסף עם האור מתרחשת מכיוון שאלקטרוני ההולכה על פני המתכת עוברים תנודה קולקטיבית כאשר הם נרגשים על ידי אור באורכי גל ספציפיים (איור 2, משמאל).המכונה תהודה פלסמונית משטחית (SPR), תנודה זו גורמת לתכונות פיזור וספיגה חזקות בצורה יוצאת דופן.למעשה, לננו-חלקיקי כסף יכולים להיות הכחדה יעילה (פיזור + ספיגה) חתכי רוחב גדולים עד פי עשרה מהחתך הפיזי שלהם.חתך הפיזור החזק מאפשר להמחיש בקלות ננו-חלקיקים מתחת ל-100 ננומטר עם מיקרוסקופ רגיל.כאשר ננו-חלקיקי כסף 60 ננומטר מוארים באור לבן, הם מופיעים כמפזרי מקור נקודה כחולה בהירה תחת מיקרוסקופ שדה כהה (איור 2, מימין).הצבע הכחול הבהיר נובע מ-SPR ששיאו באורך גל של 450 ננומטר.תכונה ייחודית של ננו-חלקיקי כסף כדוריים היא שניתן לכוונן את אורך גל שיא SPR זה מ-400 ננומטר (אור סגול) ל-530 ננומטר (אור ירוק) על ידי שינוי גודל החלקיקים ומקדם השבירה המקומי ליד פני החלקיקים.ניתן להשיג תזוזות גדולות אף יותר של אורך הגל שיא SPR החוצה לאזור האינפרא אדום של הספקטרום האלקטרומגנטי על ידי ייצור ננו-חלקיקי כסף עם צורות מוט או לוח.

יישומי ננו-חלקיקי כסף

ננו-חלקיקי כסףנמצאים בשימוש בטכנולוגיות רבות ומשולבים במגוון רחב של מוצרי צריכה המנצלים את התכונות האופטיות, המוליכות והאנטיבקטריאליות הרצויות שלהם.

• יישומי אבחון: ננו-חלקיקי כסף משמשים בחיישנים ביולוגיים ובמבחנים רבים שבהם ניתן להשתמש בחומרי ננו-חלקיקי כסף כתגים ביולוגיים לזיהוי כמותי.
• יישומים אנטיבקטריאליים: ננו-חלקיקי כסף משולבים בלבוש, הנעלה, צבעים, תחבושות פצעים, מכשירי חשמל, קוסמטיקה ופלסטיק בשל תכונותיהם האנטי-בקטריאליות.
• יישומים מוליכים: ננו-חלקיקי כסף משמשים בדיו מוליכים ומשולבים בחומרים מרוכבים כדי לשפר מוליכות תרמית וחשמלית.
• יישומים אופטיים: ננו-חלקיקי כסף משמשים לקצירת אור ביעילות ולספקטרוסקופיות אופטיות משופרות, כולל פלואורסצנטיות מוגברת של מתכת (MEF) ופיזור ראמאן משופר על פני השטח (SERS).