coreshellrakenteena

Core-shell-rakenne, eli coreshellrakenteena, on nanomateriaalien ja aineiden ryhmä, jossa pienelle ydinmateriaalille annetaan päällyskerros (shell). Tämä yhdistelmä mahdollistaa ydinominaisuuksien hyödyntämisen samanaikaisesti suojan, toiminnallisuuden tai esimerkiksi ulkoasen optisten ominaisuuksien hallinnan kautta.

Ydin ja kuori voivat olla erilaisia materiaaleja, kuten metallisia (esim. kultaa, hopeaa), oksidisia (esim. silica, galuottioksidi), tai polymeeri- sekä hybridimateriaaleja. Kuori voi toimia suojana ytimeen nähden, estäen hapettumista tai ympäristön vaikutuksia, tai tarjota funktionalointia, kuten vierasesineiden sitoutumisen hallinnan, pesevan dispersio-ominaisuuden tai kohdennetun renessontapohjaisen vuorovaikutuksen. Monissa sovelluksissa kuori myös muuttaa ytimensä ominaisuuksia, kuten plasmonisten resonanssien tai magnetisen vastuksen spektriä.

Sovellukset ovat moninaisia: katalyysissä kuoren kerros voi säädellä reaktioita, lääketieteessä kuori mahdollistaa lääkkeiden kantamisen ja vapautumisen kontrolloinnin sekä lisää biokompatibiliteettia, kuvantamisessa kuori muokkaa aineen reaktiota valoärsykkeeseen, ja energiatuotannossa sekä varastoinnissa kuoret voivat parantaa kestävyyttä ja tehokkuutta. Additiivisessa valmistuksessa sekä nanoteknologian tutkimuksessa core-shell-rakenteet antavat usein paremmat dispersio-ominaisuudet ja suunniteltavuuden.

Suunnittelu ja valmistusvaihtoehdot kattavat kerrosten paksuuden, rakennetta koskevat tasasuuruisuudet, sekä rajapainon hallinnan ydin- ja kuorimateriaalien välillä. Ydin- ja kuorikerrosten sovitus vaikuttaa interfaasien ominaisuuksiin, kuten taipumukseen vuorovaikutuksiin ja läpäisyyn, ja vaatii tarkkaa kontrollia syntetissä sekä karakterisoinnissa, esimerkkeinä TEM, DLS, UV-Vis-spektroskopia ja XRD.