Nanohiukkaset

Nanohiukkaset ovat hiukkasia, joiden mitat ovat nanometrin luokkaa, tavallisesti noin 1–100 nm yhdessä ulottuvuudessa. Niillä on suuri pinta-ala tilavuuteen nähden ja usein kvanttimekaanisiä ominaisuuksia, jotka vaikuttavat niiden optisiin, sähköisiin ja kemiallisiin ominaisuuksiin.

Nanohiukkasia voidaan valmistaa monenlaisista materiaaleista, kuten metalleista (esimerkiksi hopea ja kulta), metall oxideista (TiO2, ZnO) sekä hiili-pohjaisista aineista (fullerenet ja hiilen nanotubukset), sekä polymeerisista tai lipidisista hiukkasista.

Valmistusmenetelmiä voidaan luokitella kahteen päätyyppiin: top-down ja bottom-up. Top-down-menetelmissä suuremmasta rakenteesta irrotetaan pienempiä hiukkasia esimerkiksi mekaanisella hiomalla tai litistämällä. Bottom-up-menetelmät rakentavat hiukkasen alkioista kemiallisilla tai fysikaalisilla reaktioilla, kuten pelkistys, kemiallinen kasvatus, sol-gel-prosessit tai kaasufaasisyntetisointi.

Sovellukset vaihtelevat lääketieteestä energiantuotantoon ja ympäristötekniikkaan. Lääketieteessä nanohiukkasia käytetään kohdennettuun lääkeaineiden toimitukseen, kuvantamiseen ja terapian tehostamiseen. Katalyysi, elektroniset ja optiset laitteet sekä energian varastointi ovat myös merkittäviä sovelluksia. Nanohiukkasten ominaisuudet ja käyttäytyminen riippuvat niiden koosta, muodosta, koostumuksesta ja pinnan ominaisuuksista; ne voivat lisäksi kokea agglomeroitumista ja vaatia stabilointia.

Turvallisuus ja sääntely korostuvat: nanohiukkasten mahdolliset toksisuusvaikutukset ja altistumisriskit selvitetään riskinarvioinneissa. EU:n REACH- sekä kansalliset ohjeet ohjaavat tuotteen merkintöjä, arviointia ja turvallisen käytön periaatteita.