纳米粒子

纳米粒子（尺寸在 1 到 100 纳米之间）被视为块体材料与原子或分子结构之间的桥梁。块体材料无论尺寸大小，其物理性质都保持不变，但纳米级材料通常并非如此。  

纳米颗粒的一个重要特性是其表面积与体积之比较大（与块体材料相比）。这一特性可以通过一个简单的思维实验来说明。考虑一个边长为 1 米的立方体。如果将其切成两块，则将创建 2 个额外的表面，每个表面的面积与 6 个原始面之一相同。虽然切割后总体积没有变化，但表面积增加了 33%。重复此练习，直到所有颗粒的尺寸都达到约 1 纳米。结果是一组小颗粒，其体积与原始立方体相同，但表面积高出十亿倍。有些纳米材料仅重几克，但表面积相当于一个足球场。

较大的表面积使一些纳米粒子在液体中高度可溶。这种行为对于油漆、颜料、药丸和化妆品的应用非常重要。30 纳米铁粒子的 5% 个原子位于表面，其余原子位于内部。然而，3 纳米粒子的 50% 个原子位于表面。表面原子（一侧未结合）的活性远高于内部原子（四周都结合）。表面积增加通常会导致反应性增加。 

颗粒大小也会影响 颜色 材料的用途广泛，可用于生产光面杂志的油墨，因为这种杂志的配色方案非常受关注。大面积的表面积也适用于一种称为 吸附吸附是指气体或液体溶液在固体或液体（吸附剂）表面聚集，形成分子或原子膜。表面积大可增加吸附量。该过程可用于催化转化器、水净化装置、废物回收技术以及除臭剂、香水、清漆和粘合剂制造等应用。 

一旦纳米颗粒被生产出来，人们希望它们保持较小的尺寸。然而，在许多情况下，小颗粒的聚集会产生较大的物质团块。当这种情况发生时，使用纳米颗粒的许多优势就丧失了。科学家已经找到了防止颗粒聚集的方法，即使用表面活性剂（特殊的表面涂层）来降低颗粒之间的结合力。