Наночастицы серебраобладают уникальными оптическими, электрическими и тепловыми свойствами и используются в различных продуктах, от фотогальваники до биологических и химических сенсоров.Примеры включают проводящие краски, пасты и наполнители, в которых используются наночастицы серебра из-за их высокой электропроводности, стабильности и низких температур спекания.Дополнительные приложения включают молекулярную диагностику и фотонные устройства, в которых используются преимущества новых оптических свойств этих наноматериалов.Все более распространенным применением является использование наночастиц серебра для антимикробных покрытий, и многие текстильные изделия, клавиатуры, перевязочные материалы и биомедицинские устройства теперь содержат наночастицы серебра, которые постоянно выделяют небольшое количество ионов серебра для обеспечения защиты от бактерий.

Серебряная наночастицаОптические свойства

Растет интерес к использованию оптических свойств наночастиц серебра в качестве функционального компонента в различных продуктах и ​​датчиках.Наночастицы серебра чрезвычайно эффективно поглощают и рассеивают свет и, в отличие от многих красителей и пигментов, имеют цвет, который зависит от размера и формы частицы.Сильное взаимодействие наночастиц серебра со светом происходит из-за того, что электроны проводимости на поверхности металла подвергаются коллективным колебаниям при возбуждении светом определенной длины волны (рис. 2 слева).Это колебание, известное как поверхностный плазмонный резонанс (SPR), приводит к необычно сильным свойствам рассеяния и поглощения.Фактически наночастицы серебра могут иметь эффективное сечение экстинкции (рассеяние + поглощение) до десяти раз превышающее их физическое сечение.Сильное поперечное сечение рассеяния позволяет легко визуализировать наночастицы размером менее 100 нм с помощью обычного микроскопа.Когда наночастицы серебра размером 60 нм освещаются белым светом, они выглядят как ярко-синие точечные рассеиватели под микроскопом в темном поле (рис. 2, справа).Ярко-синий цвет обусловлен SPR, пик которого приходится на длину волны 450 нм.Уникальное свойство сферических наночастиц серебра заключается в том, что эту пиковую длину волны SPR можно настраивать от 400 нм (фиолетовый свет) до 530 нм (зеленый свет) путем изменения размера частицы и локального показателя преломления вблизи поверхности частицы.Еще большие сдвиги длины волны пика ППР в инфракрасную область электромагнитного спектра могут быть достигнуты путем создания наночастиц серебра в форме стержней или пластин.

Применение наночастиц серебра

Наночастицы серебраиспользуются в многочисленных технологиях и включены в широкий спектр потребительских товаров, которые используют преимущества их желаемых оптических, проводящих и антибактериальных свойств.

• Применение в диагностике: наночастицы серебра используются в биосенсорах и многочисленных тестах, где материалы с наночастицами серебра могут использоваться в качестве биологических меток для количественного обнаружения.
• Антибактериальное применение: наночастицы серебра используются в одежде, обуви, красках, перевязочных материалах, приборах, косметике и пластмассах из-за их антибактериальных свойств.
• Проводящие приложения: наночастицы серебра используются в проводящих чернилах и интегрируются в композиты для повышения тепло- и электропроводности.
• Оптические приложения: наночастицы серебра используются для эффективного сбора света и для улучшенной оптической спектроскопии, включая флуоресценцию с усилением металла (MEF) и комбинационное рассеяние с усилением поверхности (SERS).