Nanoosakesi

Nanoosakesi on nanometriluokkaan kuuluva kiinteä hiukkanen, jonka suurin ulottuvuus on noin 1–100 nanometriä. Tämän koon vuoksi nanoosakesin pinta-ala-tilavuus-suhde on suuri, mikä vaikuttaa sen kemialliseen reaktiivisuuteen, optisiin ominaisuuksiin ja elektroniikkaan sekä sen käyttökohteisiin.

Nanoosakesi voidaan valmistaa monista materiaaleista. Metalliset nanoosakkeet, kuten kultaiset ja hopeiset, sekä oksidiset nanoosakkeet (esimerkiksi TiO2, ZnO) ovat yleisiä, mutta käytössä on myös hiili- ja polymeeripohjaisia hiukkasia sekä seoksista muodostettuja rakenteita. Muodot vaihtelevat pallomaisesta ja sauvamaisesta levymän kaltaisiin sekä monimutkaisempiin geometrioihin. Pintaa voidaan muokata funktionalisoinnilla, jolloin siihen liitetään ligandeja, polymeerejä tai lipidejä ja näin muokataan biokantavuutta sekä reaktiivisuutta.

Valmistusmenetelmät jakautuvat bottom-up- ja top-down -lähestymiin. Bottom-up -menetelmät rakentavat nanoosakesia atomeista tai pienemmistä molekyyleistä kemiallisesti esimerkiksi pelkistämällä, solvothermal- tai hydrothermaliprosesseilla. Top-down -menetelmät aloittavat suuremmista rakenteista ja jakavat niitä pienemmiksi osiksi mekaanisesti tai hajoittaen.

Sovellukset kattavat lääketieteen, kuvantamisen ja diagnostiikan, katalyysin, energiateknologiat sekä ympäristö- ja vesien puhdistuksen. Nanoosakesin ominaisuudet mahdollistavat kohdennetun toimituksen, valon absorbtion tai katalyyttiset reaktiot, mutta ne herättävät myös turvallisuus- ja ympäristöhuolia. Tutkimus ja sääntely korostavat ympäristövaikutusten, toksisuusriskien sekä elinkaariarviointien huomioimista.