Metaalnanopartikels

Metaalnanopartikels zijn metaldeeltjes met afmetingen in het nanometergebied, meestal tussen 1 en 100 nanometer. Voorbeelden van veelgebruikte metalen zijn goud, zilver, platina, palladium, koper en ijzer. Door hun kleine maat en hoge oppervlak-tot-volume-verhouding vertonen ze eigenschappen die sterk afhangen van grootte, vorm, samenstelling en de omringende oppervlaktelaag. Deze kenmerken maken ze interessant voor toepassingen in wetenschap, technologie en geneeskunde.

Fabricage gebeurt via diverse routes. Chemische reductie van metalen zouten in oplossing (bijv. AuCl4−, AgNO3) met reductiemiddelen zoals citroenzuur of ascorbinezuur levert vaak stabiele colloïden. Fysische methoden zoals laserablatie in vloeistof of sputtering kunnen eveneens nanopartikels produceren. Groene synthese maakt gebruik van plantaardige extracten of micro-organismen als reducerende en stabiliserende middelen. Om aggregatie te voorkomen dragen deeltjes vaak een coating of stabilisator zoals citraat, polyvinylpyrrolidon (PVP) of silica.

De eigenschappen van metalen nanopartikels zijn sterk afhankelijk van hun kenmerken. De edele metalen goud en zilver vertonen plasmonische resonanties in het zichtbare spectrum, wat leidt tot opvallende kleurverschillen en toepassingen in sensoren en beeldvorming. Deeltjes met verschillende vormen en kristallijne structuren vertonen vormafhankelijke eigenschappen en kunnen ook katalytische activiteit tonen. Afhankelijk van het metaal en de coating kunnen magnetische, antimicrobiële of andere functionele eigenschappen aanwezig zijn.

Toepassingen zijn breed en omvatten katalyse, sensoren zoals SERS, medische beeldvorming en gerichte geneesmiddeltoediening, elektronische toepassingen en functionele coatings. Voor karakterisering worden technieken als TEM, SEM, XRD, UV-Vis-spectroscopie en dynamische lichtverstrooiing (DLS) gebruikt, naast metingen van de zeta-potentiaal om stabiliteit te beoordelen. Veiligheids- en milieukwesties zijn relevant: nanopartikels kunnen toxisch of interactief zijn afhankelijk van materiaal en coating, dus passende hantering en naleving van regelgeving zijn vereist.