חלקיקי ננו -כסףיש תכונות אופטיות, חשמליות ותרמיות ייחודיות ומשולבות במוצרים הנעים בין פוטו -וולטאים לחיישנים ביולוגיים וכימיים. דוגמאות לכך כוללות דיו מוליך, משחות וחומרי מילוי המשתמשים בחלקיקי כסף מכסף לצורך המוליכות החשמלית הגבוהה שלהם, יציבותם וטמפרטורות הסינון הנמוכות שלהם. יישומים נוספים כוללים אבחון מולקולרי ומכשירים פוטוניים, המנצלים את התכונות האופטיות החדשות של ננו -חומרים אלה. יישום נפוץ יותר ויותר הוא השימוש בננו -חלקיקים מכסף לציפויים אנטי -מיקרוביאליים, וטקסטיל רב, מקלדות, תחבושות פצעים ומכשירים ביו -רפואיים מכילים כיום ננו -חלקיקים מכסף המשחררים ברציפות רמה נמוכה של יוני כסף כדי לספק הגנה מפני חיידקים.

ננו -חלקיק כסףתכונות אופטיות

יש עניין גובר בשימוש בתכונות האופטיות של חלקיקי ננו -כסף כמרכיב התפקודי במוצרים וחיישנים שונים. חלקיקי ננו -כסף יעילים בצורה יוצאת דופן בספיגה ופיזור אור, ובניגוד לצבעים ופיגמנטים רבים, יש צבע התלוי בגודל ובצורת החלקיק. האינטראקציה החזקה של חלקיקי הכסף עם האור מתרחשת מכיוון שהאלקטרונים ההולכה על פני המתכת עוברים תנודה קולקטיבית כאשר נרגשים באור באורכי גל ספציפיים (איור 2, משמאל). תנודה זו המכונה תהודה פלסמון פני השטח (SPR), מביאה לתכונות פיזור וספיגה חזקות במיוחד. למעשה, חלקיקי ננו -כסף יכולים להיות בעלי הכחדה אפקטיבית (פיזור + ספיגה) חתכים רוחביים עד פי עשרה מהחתך הפיזי שלהם. חתך הפיזור החזק מאפשר לדמיין בקלות את החלקיקים של חלקיקים של 100 ננומטר עם מיקרוסקופ קונבנציונאלי. כאשר מוארים חלקיקים של 60 ננומטר כסף מוארים באור לבן הם מופיעים כמפזרים של מקור נקודה כחולה בהירה תחת מיקרוסקופ שדה כהה (איור 2, מימין). הצבע הכחול הבהיר נובע מ- SPR שמגיע לשיא באורך גל של 450 ננומטר. מאפיין ייחודי של חלקיקי ננו -כסף כדוריים הוא שניתן לכוונן את אורך הגל של SPR Peak מ- 400 ננומטר (אור סגול) ל 530 ננומטר (אור ירוק) על ידי שינוי גודל החלקיקים ומדד השבירה המקומי בסמוך למשטח החלקיקים. ניתן להשיג משמרות גדולות יותר של אורך הגל של SPR Peak לאזור האינפרא אדום של הספקטרום האלקטרומגנטי על ידי ייצור חלקיקי ננו -כסף עם צורות מוט או צלחת.

יישומי ננו -חלקיקים מכסף

חלקיקי ננו -כסףמשמשים במספר טכנולוגיות ומשולבים במגוון רחב של מוצרי צריכה המנצלים את תכונותיהם האופטיות, המוליכות והאנטיבקטריאליות הנחשקות.

• יישומי אבחון: חלקיקים ננו -כסף משמשים בסנסורים ביולוגיים ובמבחנים רבים בהם חומרי חלקיקי הכסף יכולים לשמש כתגים ביולוגיים לגילוי כמותי.
• יישומים אנטיבקטריאליים: חלקיקי ננו -כסף משולבים בהלבשה, הנעלה, צבעים, תחבושות פצעים, מכשירים, קוסמטיקה ופלסטיק לתכונותיהם האנטיבקטריאליות.
• יישומים מוליכים: חלקיקים ננו -כסף משמשים בדיו מוליכים ומשולבים בחומרים מרוכבים כדי לשפר את המוליכות התרמית והחשמלית.
• יישומים אופטיים: חלקיקים ננו-כסף משמשים לקציר אור ביעילות ולספקטרוסקופיות אופטיות משופרות הכוללות פלואורסצנט משופר במתכת (MEF) ופיזור ראמאן משופר לפני השטח (SERS).