Nanomaterials および分散の技術

教授によって Shlomo Magdassi

Nanoscience のための化学の Shlomo Magdassi協会応用化学の Casali の協会中心およびナノテクノロジーエルサレム、エルサレム、イスラエル共和国のヘブライ大学教授
対応する著者: Magdassi@cc.huji.ac.il

nanomaterials の利用は頻繁に装置または最終的な液体の製品でそれらを同種に埋め込むことを可能にするためにさまざまな液体の分散が、要求します。 例えば、印刷された電子工学の金属 nanoparticles またはカーボン nanotubes のアプリケーションは通常さまざまな基板に nanomaterials の分散を置くことに材料は非集約された形式で保たれるが、基づいています。

nanomaterials のほとんどの分散が熱力学的に馬小屋でし、第一次製品と比べて準安定状態を表さないので、これらの材料のアグロメレーションそして凝固は自発的に発生しがちです。 集合の駆動力は粒子または nanotubes 間の相互作用です。 従って個々の CNTs の (CNT)分散をおよび防ぐほど例えば、カーボンが水の nanotubes を分散させている間、バンの der の Waals の魅力強い束だけが液体にあります。 図 1a に示すように、これらの束は結局沈殿しま、明らかに分散を、コーティングに基づいてそれらのようなさまざまなアプリケーションで無用します。

一般に、 nanomaterials の粉の分散を得ることはコロイド化学ツールの使用を必要とし、 3 つの段階に分かれることができます:

  1. 液体が付いている粉の wetting、
  2. nanomaterials の集塊を、高いせん断力を加えることによって壊します
  3. 適切な分散のエージェントによって安定します。

nanomaterials の統合が材料の液体の分散で乾燥級を通って行かないで、起因すれば、後の段階だけが重要性をもちます。

粉の Wetting を分散の液体の適切な選択、または湿潤剤の付加によって達成することができます。 高いせん断力は sonicators、高圧ホモジェナイザーおよびビードの製造所のような適切な器械使用によって、得ることができます。 従って分散の nanomaterials の安定は集合のためにエネルギー障壁を高める運動安定性を提供する分散のエージェントの、追加によって達成されます1

nanomaterials の安定性がさまざまな相互作用のバランスによって、 van der Waals の魅力および電気および立体拒絶のような支配されるので、安定した分散を得る最適のアプローチは粒子の表面に親和性のグループがある、およびグループのに行います安定装置を使用によってエレクトロ立体安定を提供する。 適切な分散のエージェントの使用は図 1b で示される CNT のそれのような安定した分散の形成の、原因となる場合があります。

図 1. マルチ壁 CNTs の不安定な (a) および馬小屋 (b) の分散

分散の品質の評価はまた簡単ではない球形の nanoparticles ではない nanomaterials のための挑戦を、特に示します。 私達は CNT の分散2 のために高圧均質化プロセスをと簡単な評価方法で最近使用することによって遠心 (HPH)4沈降分析によって分散 MWCNTs を作り出すための急速で、簡単なプロセス報告しました。

多くの nanomaterials は 「ぬれた化学」プロセスによって作り出されます。 この場合安定のエージェントは還元剤のクエン酸はまた、静電気安定を提供するが、 nanoparticles の統合の間にある場合もありましたりまた更に金の nanoparticles の形成のように反応体の 1 つ、です。 ただし、私達が多くの研究計画で見つけたように、そのような安定は高い濃度で金属 nanoparticles を含んでいる安定の分散のために十分ではないしこれを達成するために、立体か electrosteric 安定装置は必要となります3。 そのような安定装置は私達が銀、銅および Cu@Ag のコアシェルのの分散の取得で nanoparticles 使用した polyacrilic 酸ナトリウムの塩です3-7

私達可能になったこれらの金属 nanoparticles の安定した分散を伝導性パターンのインクジェット印刷でそれらを (図 2a)、構成しました使用する持っていることは RFID の札 (Fig2b) と複数のエレクトロルミネセンス装置で。

図 2。 密接に詰められた銀製の nanoparticles およびインクジェットで構成された印刷された層は RFID のアンテナを印刷しました。

nanomaterials の分散が高い重要性をもつもう一つのフィールドは薬剤の投射手段です。 従って有機性 nanoparticles の分散の分散のエージェントの適切な使用は改善された分解と改善された生物学的利用能の原因となる場合があります。 それは私達が複数の核分裂物質のために最近示してしまったように nanomaterials の結晶化を防ぐことができます8,9

結論として、安定は物質科学の、また多くのアプリケーションの nanomaterials の利用の最大の重要性をコロイドシステムのメカニズムを理解するもちます。


参照

1. Kamyshny、 A.; Magdassi、 S。 コロイドシステム (波の構造そして機能特性。 Sci。 Ser.、 V. 147); Starov、 V.、エド。; CRC の出版物: Boca Raton ロンドン新しいヨーク 2010 年 (出版物で)。
2. Azoubel、 S.; Magdassi、出版物 (2010 年) の S. Carbon 48。
3. Kamyshny、 A.; ベンMoshe、 M.; Aviezer、 S.; Magdassi、 S. Macromol。 急速。 Communn、 26、 281。 (2005 年)。
4. Grouchko、 M.; Kamyshny、 A.; Magdassi、 S.J. Mater。 Chem。 、 19、 3057 (2009 年)。
5. Magdassi、 S.; Grouchko、 M.; Berezin、 O.; そして Kamyshny、 A.; 、 4 Nano ACS 1943-1948 年 (2010 年)。
6. Layani、 M。 、 Grouchko M。、 Millo O.、 Azulay D.; Balberg I。; Magdassi S.、 NANO ACS 11,3537-3542 (2009 年)。
7. Grouchko、 M。; Kamyshny、 A。; ベン友、 K.; Magdassi、 S.、 J. Nanopart。 Res. 11、 713-716 (2009 年)。
8. Margulis-Goshen、 K.; Magdassi、 S.; Nanomedicine、 5,274-281 (2009 年)。
9. Margulis-Goshen、 K.; Donio (Netivi) H.; 少佐、 D.T.; Gradzielski、 M.; Raviv、 U.; Magdassi、 S.; J. コロイドインターフェイス Sci。、 342,283-292 (2010 年)。

、版権 AZoNano.com Shlomo Magdassi (エルサレムのヘブライ大学) 教授

Date Added: Sep 19, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 04:20

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