纳米粒子的粒径范围
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- 2025-05-05 13:20:39
纳米粒子的粒径范围通常在1到100纳米之间。这一术语有时也用于描述直径小于500纳米的较大颗粒，或者是指长度和宽度都小于100纳米的纤维和管子。在更小的范围内，小于1纳米的金属粒子通常被称为原子簇。
纳米颗粒与微米级别的微粒（1-1000 µm），“细颗粒”（尺寸在100至2500纳米之间）和“粗颗粒”（范围从2500至10,000纳米）有所区别。由于其尺寸较小，纳米颗粒会驱动非常不同的物理或化学作用特性，例如胶体特性和光学或电特性。它们更容易受到布朗运动的影响，并且通常不会像大于1000纳米的颗粒那样沉淀。由于纳米颗粒的尺寸远小于可见光的波长（400-700纳米），因此无法用普通的光学显微镜观察到，而需要使用电子显微镜。
纳米颗粒在透明介质中的分散可以是透明的，而较大粒子的悬浮液通常会散射入射到其上的部分或全部可见光。它们也能轻易通过普通的过滤器，如陶瓷蜡烛，因此从液体中分离它们需要特殊的纳滤技术。
纳米粒子的性质通常与其较大粒子的性质明显不同。由于原子的典型直径在0.15到0.6纳米之间，纳米颗粒材料的很大一部分位于距其表面几个原子直径之内。因此，该表面层的性能可能优于块状材料的性能。特别是在不同组成的介质中分散的纳米粒子，其现象可能更加显著，因为两种材料在其界面处的相互作用也变得显着。
纳米粒子在自然界中广泛存在，是化学、物理学、地质学和生物学等多个科学领域的研究对象。当它们处于散装材料与原子或分子结构之间的过渡区域时，可能会表现出在任何规模上都未观察到的现象。它们是大气污染的重要组成部分，并且在许多工业产品中，如油漆、塑料、金属、陶瓷和磁性产品，都是关键成分。
生产具有特定性能的纳米颗粒是纳米技术的一个重要分支。与大体积纳米粒子相比，小尺寸的纳米粒子导致点缺陷的浓度较低，但它们确实支持各种位错，这些位错可以使用高分辨率电子显微镜观察。然而，纳米粒子表现出不同的位错力学，连同其独特的表面结构，导致其机械性能不同于散体材料。
纳米粒子的各向异性导致了它们的性质发生许多变化。例如，金、银和铂的非球形纳米粒子因其有趣的光学特性而在多个应用领域中受到关注。它们的非球形几何形状导致胶体溶液具有较高的有效横截面和更深的颜色。在分子标记、生物分子测定、痕量金属检测和纳米技术应用等领域，通过调节粒子的几何形状来改变共振波长的可能性非常有趣。
各向异性纳米粒子在非偏振光下显示出特定的吸收行为和随机粒子取向，从而为每个可激发轴显示出不同的共振模式。这一性质可以用来解释在纳米颗粒的合成领域中取得的新进展，这些进展使得高产率地制备这些纳米颗粒成为可能。
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