Zeitschrift für Nanomaterialien und molekulare Nanotechnologie

Nanopartikel in einer Flüssigkeit: Neuer Flüssigkeitszustand?

Jaroslaw Drelich

Nanopartikel in einer Flüssigkeit: Neuer Flüssigkeitszustand?

Atome an einer festen Oberfläche haben unterschiedliche Koordinationszahlen, Bindungslängen und Bindungswinkel, wobei sich die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Oberflächenatomen im Vergleich zu ihren Gegenstücken im Grundmaterial deutlich unterscheiden. Bei Materialien, bei denen der Anteil der Atome an oder nahe der Oberfläche relativ gering ist (z. B. die meisten Grundmaterialien), sind die Auswirkungen von Oberflächenatomen auf makroskopische Phänomene häufig vernachlässigbar. Dies gilt nicht für Materialien in Form von Nanopartikeln , bei denen ihr stark unterteilter Zustand dazu führt, dass sich ein sehr hoher Anteil der Gesamtatome an oder nahe einer Oberfläche befindet. Bei Nanopartikeln können die Unterschiede zwischen den Grund- und Oberflächeneigenschaften der Atome, aus denen sie bestehen, häufig die Gesamteigenschaften des Materials dominieren. Diese Auswirkungen äußern sich in einem Anstieg des Dampfdrucks, einem Rückgang des Schmelzpunkts und/oder einem Anstieg der Oberflächenspannung/Oberflächenenergie im Vergleich zu ihren makroskopischen Gegenstücken. Nanopartikel erfahren auch erhebliche Veränderungen der optischen und elektronischen Eigenschaften aufgrund von Quantengrößeneffekten und energetischen Effekten, die durch den zunehmenden Beitrag der Partikeloberfläche zur Energie der Partikel ausgelöst werden.