nanoreacties

Nanoreacties verwijzen naar chemische processen die plaatsvinden in nanoschaalomgevingen of binnen geconfinereerde nano-reactoren. Kenmerkend is dat de reagentiën zich bevinden in ruimtes met afmetingen van enkele nanometers, zoals nanopartikels, micellen, liposomen, mesoporeuze materialen of dendrimers. Door confinering, oppervlakte-effecten en de hoge oppervlakte-naar-volumeverhouding kunnen reactiekinetiek, evenwicht en selectiviteit afwijken van die onder bulkcondities.

Voorkomende mechanismen worden sterk beïnvloed door de interacties met oppervlakken en de beperkte ruimte waarin diffusie en mixing plaatsvinden. Confinement kan leiden tot veranderingen in activeringsenergie, nucleatie- en groeiprocessen, en kan de verdeelsnelheid van reagentia between binnen- en buitenruimte sturen. Een ander onderscheid is dat nanoreactoren vaak meerdere fasen of compartimenten bevatten, waardoor verschillende reagentiën gelijktijdig kunnen reageren onder gecontroleerde omstandigheden.

Toepassingsgebied omvat onder meer de synthese van nanomaterialen (zoals goud- of zilvernanodeeltjes) onder controleerbare grootte- en morfologische voorwaarden, katalyse en fotokatalyse op nanopartikel- of porieuze oppervlakken, en polymerisatie- of functionalisatieprocessen in nanocontainers. Daarnaast worden nanoreacties toegepast in materiaalfabricage, milieutechnologie en fundamenteel onderzoek naar reactiviteit onder confinering.

Uitdagingen zijn onder meer de reproduceerbaarheid, karakterisering van processen op nanoschaal, en het overbrengen van bevindingen naar grootschalige/industriele toepassingen. De term is wisselend gebruikt in de literatuur, met nadruk op situaties waarin confinement en nano-omgevingen de chemische uitkomst significant beïnvloeden.