Nanocząsteczki srebramają unikalne właściwości optyczne, elektryczne i termiczne i są włączane do produktów, od fotowoltaiki po czujniki biologiczne i chemiczne.Przykłady obejmują przewodzące tusze, pasty i wypełniacze, które wykorzystują nanocząsteczki srebra ze względu na ich wysoką przewodność elektryczną, stabilność i niskie temperatury spiekania.Dodatkowe zastosowania obejmują diagnostykę molekularną i urządzenia fotoniczne, które wykorzystują nowe właściwości optyczne tych nanomateriałów.Coraz powszechniejszym zastosowaniem jest stosowanie nanocząstek srebra do powłok przeciwdrobnoustrojowych, a wiele tekstyliów, klawiatur, opatrunków na rany i urządzeń biomedycznych zawiera obecnie nanocząsteczki srebra, które w sposób ciągły uwalniają niski poziom jonów srebra, aby zapewnić ochronę przed bakteriami.

Nanocząsteczka srebraWłaściwości optyczne

Rośnie zainteresowanie wykorzystaniem właściwości optycznych nanocząstek srebra jako składnika funkcjonalnego w różnych produktach i czujnikach.Nanocząsteczki srebra są niezwykle skuteczne w pochłanianiu i rozpraszaniu światła oraz, w przeciwieństwie do wielu barwników i pigmentów, mają kolor zależny od wielkości i kształtu cząsteczki.Silne oddziaływanie nanocząstek srebra ze światłem zachodzi, ponieważ elektrony przewodzące na powierzchni metalu przechodzą kolektywne oscylacje, gdy są wzbudzane przez światło o określonych długościach fal (Rysunek 2, po lewej).Ta oscylacja, znana jako powierzchniowy rezonans plazmonowy (SPR), powoduje niezwykle silne właściwości rozpraszania i absorpcji.W rzeczywistości nanocząsteczki srebra mogą mieć efektywne przekroje ekstynkcji (rozpraszania + absorpcji) nawet dziesięciokrotnie większe niż ich przekrój fizyczny.Silny przekrój poprzeczny rozpraszania umożliwia łatwą wizualizację nanocząstek poniżej 100 nm za pomocą konwencjonalnego mikroskopu.Gdy nanocząsteczki srebra o długości fali 60 nm są oświetlane białym światłem, pod mikroskopem z ciemnym polem pojawiają się jako jasnoniebieskie rozpraszacze punktowe (ryc. 2, po prawej).Jasny niebieski kolor jest spowodowany SPR, który osiąga wartość szczytową przy długości fali 450 nm.Wyjątkową właściwością kulistych nanocząstek srebra jest to, że ta szczytowa długość fali SPR może być dostrojona od 400 nm (światło fioletowe) do 530 nm (światło zielone) poprzez zmianę wielkości cząstek i lokalnego współczynnika załamania światła w pobliżu powierzchni cząstki.Jeszcze większe przesunięcia szczytowej długości fali SPR w obszarze podczerwieni widma elektromagnetycznego można osiągnąć, wytwarzając nanocząsteczki srebra o kształcie pręta lub płytki.

Zastosowania nanocząstek srebra

Nanocząsteczki srebrasą wykorzystywane w wielu technologiach i włączane do szerokiej gamy produktów konsumenckich, które wykorzystują ich pożądane właściwości optyczne, przewodzące i antybakteryjne.

• Zastosowania diagnostyczne: Nanocząsteczki srebra są wykorzystywane w biosensorach i licznych testach, w których materiały nanocząsteczkowe srebra mogą być używane jako znaczniki biologiczne do wykrywania ilościowego.
• Zastosowania antybakteryjne: nanocząsteczki srebra są zawarte w odzieży, obuwiu, farbach, opatrunkach na rany, urządzeniach, kosmetykach i tworzywach sztucznych ze względu na ich właściwości antybakteryjne.
• Zastosowania przewodzące: nanocząsteczki srebra są stosowane w przewodzących atramentach i zintegrowane z kompozytami w celu zwiększenia przewodności cieplnej i elektrycznej.
• Zastosowania optyczne: nanocząsteczki srebra są wykorzystywane do wydajnego zbierania światła i do ulepszonych spektroskopii optycznych, w tym fluorescencji wzmocnionej metalem (MEF) i wzmocnionego powierzchniowo rozpraszania ramanowskiego (SERS).