Størrelseavhengig

Størrelseavhengig, eller size-dependent på engelsk, refererer til egenskaper eller atferd som varierer med størrelsen på et objekt eller en prøve. Fenomenet er spesielt tydelig når man går fra makroskopiske til nanoskopiske størrelser, men det kan forekomme i ulike skalaer. Å erkjenne størrelseavhengighet betyr at en måling eller en modell som gjelder for én størrelse ikke nødvendigvis gjelder for en annen.

Innen nanovitenskap og materialforskning viser størrelseavhengighet sterke effekter av kvantemekanisk konfinering og økt overflate-til-volum-forhold. Dette fører til endringer i optiske, magnetiske og kjemiske egenskaper, slik som farge eller katalytisk aktivitet som avhenger av partikkelstørrelse. Samtidig påvirker større overflateareal også reaktivitet og stabilitet.

Termodynamisk kan smeltepunkter og fasetransisjoner endres ved redusert størrelse. Gibbs–Thomson-effekten beskriver hvordan smeltepunktet synker når partikkelstørrelsen blir mindre, noe som er vanlig for nanopartikler og nanostrukturer.

Når det gjelder mekaniske egenskaper, kan styrke og hardhet avhenge av kornstørrelse eller partikkelstørrelse. Generelt blir materialer sterkere når kornet blir mindre (Hall–Petch-effekten), men ved svært små størrelser kan inverse effekter oppstå og svekke materialet.

Størrelse påvirker også katalytisk aktivitet og elektroniske/optiske egenskaper. Mindre partikler gir ofte høyere aktivitet og kvantemekaniske bidrag til ledning og utslipp, men effektene kan fluktuere med ytterligere reduksjon i størrelse eller agglomerasjon.

I biologi og medisin spiller størrelse en viktig rolle for biodistribusjon, celleopptak og farmasøytisk levering, der ulike størrelser kan favorisere ulike veier eller vev.

Begrepet understreker behovet for å ta størrelse i betraktning ved analyse, modellering og design i vitenskap og industri.