Srebrne nanocząstkimają unikalne właściwości optyczne, elektryczne i termiczne i są włączone do produktów, od fotowoltaiki po czujniki biologiczne i chemiczne. Przykłady obejmują atramenty przewodzące, past i wypełniacze, które wykorzystują nanocząstki srebra do ich wysokiej przewodności elektrycznej, stabilności i niskich temperatur spiekania. Dodatkowe zastosowania obejmują diagnostykę molekularną i urządzenia fotoniczne, które wykorzystują nowe właściwości optyczne tych nanomateriałów. Coraz częstsze zastosowanie jest stosowanie nanocząstek srebrnych do powłok przeciwdrobnoustrojowych oraz wielu tekstyliów, klawiatur, opatrunków na rany i urządzeń biomedycznych zawierających teraz srebrne nanocząstki, które nieustannie uwalniają niski poziom jonów srebra, aby zapewnić ochronę przed bakteriami.

Nanocząstka srebraWłaściwości optyczne

Rośnie zainteresowanie wykorzystaniem właściwości optycznych nanocząstek srebra jako elementu funkcjonalnego w różnych produktach i czujnikach. Nanocząstki srebra są wyjątkowo wydajne w pochłanianiu i rozpraszaniu światła, a w przeciwieństwie do wielu barwników i pigmentów, mają kolor, który zależy od wielkości i kształtu cząstki. Silna interakcja nanocząstek srebra ze światłem występuje, ponieważ elektrony przewodzenia na powierzchni metalowej ulegają wspólnej oscylacji, gdy jest wzbudzone światłem przy określonych długościach fali (ryc. 2, po lewej). Oscylacja ta, znana jako rezonans plazmonowy (SPR), powoduje niezwykle silne właściwości rozpraszania i absorpcji. W rzeczywistości nanocząsteczki srebra mogą mieć skuteczne przekroje wyginięcia (rozpraszanie + absorpcji) do dziesięciu razy większe niż ich fizyczny przekrój. Silny przekrój rozpraszania pozwala na łatwą wizualizację nanocząstek poniżej 100 nm za pomocą konwencjonalnego mikroskopu. Gdy nanocząstki srebrne 60 nm są oświetlone białym światłem, pojawiają się jako jasnoniebieskie rozpraszacze źródła punktów pod mikroskopem ciemnego pola (ryc. 2, po prawej). Jasny niebieski kolor wynika z SPR, który jest szczytowy przy długości fali 450 nm. Unikalną właściwością sferycznych nanocząstek srebra jest to, że tę szczytową długość fali SPR można dostroić z 400 nm (fioletowe światło) do 530 nm (zielone światło) poprzez zmianę wielkości cząstek i lokalnego współczynnika załamania światła w pobliżu powierzchni cząstek. Jeszcze większe przesunięcia długości fali szczytowej SPR w obszarze w podczerwieni widma elektromagnetycznego można osiągnąć poprzez wytwarzanie srebrnych nanocząstek z kształtami pręta lub płyt.

Zastosowania nanocząstek srebra

Srebrne nanocząstkisą stosowane w wielu technologiach i włączane do szerokiej gamy produktów konsumenckich, które korzystają z ich pożądanych właściwości optycznych, przewodzących i przeciwbakteryjnych.

• Zastosowania diagnostyczne: Nanocząsteczki srebra są stosowane w bioczujnikach i licznych testach, w których materiały nanocząstek srebra mogą być stosowane jako znaczniki biologiczne do wykrywania ilościowego.
• Zastosowania przeciwbakteryjne: Nanocząstki srebra są włączone do odzieży, obuwia, farb, opatrunków na rany, urządzeń, kosmetyków i tworzyw sztucznych dla ich właściwości przeciwbakteryjnych.
• Zastosowania przewodzące: Nanocząstki srebra są używane w atramentach przewodzących i zintegrowane z kompozytami w celu zwiększenia przewodności termicznej i elektrycznej.
• Zastosowania optyczne: Nanocząstki srebra służą do skutecznego zbierania światła i do zwiększonych spektroskopii optycznych, w tym fluorescencji wzmocnionej metalem (MEF) i rozproszenia Ramana (SERS).