¿Qué son las nanopartículas?

Una nanopartícula es una partícula ultrafina con al menos una dimensión entre 1-100 nanómetros (nm). Un nanómetro es igual a una billonésima parte de un metro. El límite inferior de tamaño ayuda a distinguir una partícula de grupos aleatorios de átomos. El límite superior es el más grande en el que las diferencias de propiedad relacionadas con el tamaño normalmente se manifiestan.

Esta definición es ampliamente aceptada, aunque es un poco arbitraria. Hay referencias publicadas a nanopartículas en tamaños fuera del rango de 1-100 nm. Lo que hace que tales partículas sean de interés para los científicos son las propiedades materiales únicas que a veces resultan de su tamaño. Cuando las partículas manifiestan tales propiedades, es probable que se consideren nanopartículas incluso si no se ajustan con precisión dentro del rango de tamaño definido.

No es necesariamente el caso de que una nanopartícula muestre diferencias de propiedad de instancias más grandes del mismo material. Cuando ocurre, las diferencias de propiedad pueden deberse a efectos cuánticos. También es cierto que a nanoescala, las partículas de un material tienen un área superficial relativamente mayor en comparación con su volumen. La superficie expuesta proporcionalmente más grande puede hacer que las nanopartículas sean mucho más activas químicamente. Esta puede ser otra causa de sus propiedades inesperadas.

Un punto cuántico es una nanopartícula semiconductora de aproximadamente 1-20 nm de diámetro. Su estructura es esencialmente la misma que la de los semiconductores más grandes. Sin embargo, las propiedades electrónicas que muestra pueden ser muy diferentes. Estas propiedades son el resultado del efecto de tamaño cuántico. Cuando el tamaño físico se acerca a la longitud de onda de un electrón, la relación entre el voltaje y la conductancia puede ser diferente que a escalas más grandes.

El oro y la plata son relativamente inertes en grandes cantidades. En la nanoescala, sin embargo, demuestran propiedades catalíticas únicas. Por ejemplo, las nanopartículas de plata son un antibiótico efectivo. Las nanopartículas de oro han demostrado ser eficientes para eliminar compuestos orgánicos volátiles de la atmósfera, incluso a temperatura ambiente.

La nanotecnología se preocupa por hacer uso de las propiedades únicas de estas partículas ultrafinas para diseñar sistemas que funcionen a nivel molecular o atómico. Se considera que las propiedades especiales de las partículas tienen potencial en tecnología informática, medicina e ingeniería ambiental. También pueden formar los bloques de construcción para dispositivos complejos diseñados para operar a nivel microscópico.

Se han expresado preocupaciones sobre la exposición humana a las nanopartículas. La investigación en animales ha demostrado que algunos tipos de nanopartículas pueden alcanzar el cerebro y otros órganos cuando se inhalan. También se ha informado inflamación y fibrosis en los pulmones. Sin embargo, la explosión y el fuego en el lugar de trabajo han demostrado ser los principales riesgos de estas partículas.