Zilveren nanodeeltjeshebben unieke optische, elektrische en thermische eigenschappen en worden verwerkt in producten die variëren van fotovoltaïsche cellen tot biologische en chemische sensoren.Voorbeelden zijn onder meer geleidende inkten, pasta's en vulstoffen die zilveren nanodeeltjes gebruiken vanwege hun hoge elektrische geleidbaarheid, stabiliteit en lage sintertemperaturen.Bijkomende toepassingen zijn onder meer moleculaire diagnostiek en fotonische apparaten, die profiteren van de nieuwe optische eigenschappen van deze nanomaterialen.Een steeds vaker voorkomende toepassing is het gebruik van zilveren nanodeeltjes voor antimicrobiële coatings, en veel textiel, toetsenborden, wondverbanden en biomedische apparaten bevatten nu zilveren nanodeeltjes die continu een laag gehalte aan zilverionen afgeven om bescherming te bieden tegen bacteriën.

Zilveren nanodeeltjeOptische eigenschappen

Er is een groeiende belangstelling voor het gebruik van de optische eigenschappen van zilveren nanodeeltjes als functionele component in verschillende producten en sensoren.Zilveren nanodeeltjes zijn buitengewoon efficiënt in het absorberen en verstrooien van licht en hebben, in tegenstelling tot veel kleurstoffen en pigmenten, een kleur die afhangt van de grootte en de vorm van het deeltje.De sterke interactie van de zilveren nanodeeltjes met licht vindt plaats doordat de geleidingselektronen op het metaaloppervlak een collectieve trilling ondergaan wanneer ze worden geëxciteerd door licht op specifieke golflengten (Figuur 2, links).Deze oscillatie staat bekend als oppervlakte-plasmonresonantie (SPR) en resulteert in ongewoon sterke verstrooiings- en absorptie-eigenschappen.Zilveren nanodeeltjes kunnen zelfs een effectieve extinctie (verstrooiing + absorptie) dwarsdoorsnede hebben die tot tien keer groter is dan hun fysieke dwarsdoorsnede.Door de sterk verstrooiende dwarsdoorsnede kunnen nanodeeltjes van minder dan 100 nm gemakkelijk worden gevisualiseerd met een conventionele microscoop.Wanneer 60 nm zilveren nanodeeltjes worden verlicht met wit licht, verschijnen ze als helderblauwe puntbronverstrooiers onder een donkerveldmicroscoop (figuur 2, rechts).De helderblauwe kleur is te danken aan een SPR met een piek bij een golflengte van 450 nm.Een unieke eigenschap van sferische zilveren nanodeeltjes is dat deze SPR-piekgolflengte kan worden afgestemd van 400 nm (violet licht) tot 530 nm (groen licht) door de deeltjesgrootte en de lokale brekingsindex nabij het deeltjesoppervlak te wijzigen.Nog grotere verschuivingen van de SPR-piekgolflengte naar het infrarode gebied van het elektromagnetische spectrum kunnen worden bereikt door zilveren nanodeeltjes te produceren met staaf- of plaatvormen.

Toepassingen van zilveren nanodeeltjes

Zilveren nanodeeltjesworden gebruikt in talloze technologieën en opgenomen in een breed scala aan consumentenproducten die profiteren van hun gewenste optische, geleidende en antibacteriële eigenschappen.

• Diagnostische toepassingen: Zilveren nanodeeltjes worden gebruikt in biosensoren en tal van assays waarbij de materialen van zilveren nanodeeltjes kunnen worden gebruikt als biologische tags voor kwantitatieve detectie.
• Antibacteriële toepassingen: Zilveren nanodeeltjes worden vanwege hun antibacteriële eigenschappen verwerkt in kleding, schoeisel, verven, wondverbanden, apparaten, cosmetica en kunststoffen.
• Geleidende toepassingen: Zilveren nanodeeltjes worden gebruikt in geleidende inkten en geïntegreerd in composieten om de thermische en elektrische geleidbaarheid te verbeteren.
• Optische toepassingen: Zilveren nanodeeltjes worden gebruikt om licht efficiënt te oogsten en voor verbeterde optische spectroscopieën, waaronder met metaal versterkte fluorescentie (MEF) en oppervlakteverbeterde Raman-verstrooiing (SERS).