nanometriluokkaa

Nanometriluokkaa tarkoittaa kappaleita tai rakenteita, joiden mitat ovat nanometrin luokkaa, tyypillisesti noin 1–100 nanometriä. Termi kattaa sekä nanopartikkelit, nanorakenteet kuten nanotubukset ja nanokalvot, sekä ohutkalvot ja muut nanoskaalaiset rakenteet. Nanometriluokan ominaisuudet voivat poiketa suuresti suuremman mittakaavan materiaaleista johtuen suuresta pinta-ala-tiheydestä ja kvantti-ilmiöistä.

Nanometriluokan rakenteissa ominaisuudet kuten optiset, sähköiset, kemialliset ja mekaaniset voivat riippua koosta ja muodosta. Esimerkkejä ovat nanopartikkelit, kvanttipisteet, hiilinanotubukset ja grafenikalvot. Näiden ominaisuudet mahdollistavat esimerkiksi kevyemmät, vahvemmat materiaalit, tehokkaammat fotoniikka- ja elektroniikkasovellukset sekä tarkemman lääketieteellisen toimituksen.

Karakterisointi tapahtuu käyttämällä useita analyyttisiä menetelmiä kuten atomivoimamikroskopia AFM, läpäisyelektronimikroskopia TEM sekä skannauselektronimikroskopia SEM; lisäksi käytetään pienimittauksia kuten SAXS, DLS sekä spektroskopiaa koon ja koostumuksen määrittämiseksi.

Sovellukset kattavat nanoelektroniikan, katalyytin, energiatehokkaat ratkaisut, lääketieteellisen kuvantamisen ja lääkeainetoimituksen sekä pintakäsittelyt ja kestävät materiaalit.

Haasteisiin kuuluvat hiukkasten stabiilisuus, yhdisteiden hallittu valmistus ja toksi- sekä ympäristöriskien arviointi. Nanometriluokkaa käsittelevän tutkimuksen ja teollisuuden on noudatettava alan standardeja ja sääntelyä sekä painotettava eettisiä näkökohtia.