A. Características básicas
1. Efecto de tamaño
Cuando el tamaño departículas de titaniodisminuye hasta el nivel de 10 nanómetros, sus propiedades fisicoquímicas difieren significativamente de las de los materiales a granel, principalmente debido al "alto efecto dispersante" causado por la mayor proporción de átomos en la superficie. Las partículas metálicas a nanoescala exhiben efectos de confinamiento cuántico; Incluso pequeños cambios en el número de átomos pueden alterar significativamente su estructura electrónica y sus propiedades ópticas.
2. Características Morfológicas
La forma de las partículas afecta directamente el rendimiento del procesamiento. Las partículas esféricas son más propicias para preparar materiales porosos con un tamaño de poro uniforme. Las partículas no-esféricas pueden dar lugar a propiedades anisotrópicas del producto, pero esto se puede cuantificar utilizando factores de forma complejos.
B. Propiedades ópticas y eléctricas
1. Resonancia de plasmón Las nanopartículas de oro exhiben picos de resonancia de plasmón superficial característicos en la región ultravioleta-visible, una propiedad ampliamente utilizada en detección y fotocatálisis. Las nanopartículas de metales nobles tienen una reflectividad de la luz extremadamente baja y parecen negras.
2. Conductividad La reducción del tamaño de las nanopartículas conduce a una mayor resistencia; por ejemplo, la resistividad de las micropartículas de paladio de 10 a 25 nm es mayor que la de los materiales a granel. Las nanopartículas de oro pueden mejorar la conductividad de los electrodos y, tras su modificación, pueden utilizarse para fabricar biosensores altamente sensibles.
C. Propiedades termodinámicas
1. Punto de fusión y capacidad calorífica El punto de fusión de las nanopartículas disminuye significativamente debido al aumento de su energía superficial; Este fenómeno también se observa en metales preciosos como la plata y el oro. La capacidad calorífica específica isobárica de los cristales de nano-paladio es un 5% mayor que la del paladio policristalino y continúa aumentando a medida que disminuye el tamaño de las partículas.
2. Comportamiento de expansión térmica La nano-plata exhibe una expansión térmica anómala por encima de 373 K, y su coeficiente promedio de expansión térmica es mayor que el de la plata en masa.
D. Propiedades mecánicas
Influencia del tamaño de las partículas: El comportamiento de prensado y sinterización de los polvos metálicos depende en gran medida de la distribución del tamaño de las partículas. Los materiales porosos industriales suelen utilizar partículas de 1 a 500 μm.
Ductilidad: los metales macroscópicos generalmente exhiben buena ductilidad, pero el comportamiento mecánico de las nanopartículas depende más de la disposición atómica de su superficie.
E. Aplicaciones típicas Catálisis: utilización del efecto del tamaño cuántico para mejorar la actividad superficial en materiales compuestos.
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