Nanorészecskék és mikrorészecskék szintézise

A mikrorészecskék és nanorészecskék az anyagok egyedülálló osztályát alkotják, amelyek hatalmas technológiai potenciállal rendelkeznek az energia, a képalkotás, az orvostudomány és a környezetvédelem területén. Nanorészecskékről akkor beszélünk, ha legalább egy fizikai dimenziójuk kisebb, mint 100 nanométer. A mikrorészecskék fizikai mérete körülbelül 1 és 1000 mikrométer között van. Annak ellenére, hogy összetételük megegyezik a megfelelő ömlesztett anyagéval, a mérethatások miatt ezek a részecskék kivételes optikai, elektromos, termikus és mágneses tulajdonságokkal rendelkeznek. A kutatók szintetizálási módszereket fejlesztettek ki a tulajdonságok, az alak, az összetétel és a méreteloszlás további szabályozására, hogy jobban megfeleljenek az adott alkalmazásoknak.  

A mikro- és nanorészecskék szintézise jellemzően fizikai és kémiai módszerekkel történik. A fizikai módszereknél a részecskéket a kiindulási anyag méretének csökkentésével hozzák létre, ez a mikro- és nanogyártás úgynevezett top-down megközelítése. A fizikai technikák közé tartozik a marás, a gázkondenzáció, az elektroszóró, a litográfia és a termikus bomlás.  Számos kémiai módszer esetében a részecskéket úgy hozzák létre, hogy a részecskéket nukleáris vagy molekuláris prekurzorokból, amelyek általában egy kémiai reakció folyékony vagy gőzfázisában vannak, nukleációs és növesztési folyamatot hajtanak végre, ez az úgynevezett alulról felfelé irányuló megközelítés. A mikro- és nanorészecskék szintézisének kémiai módszerei közé tartoznak a mikroemulziós, hidrotermikus, mikrofluidikai, kémiai gőz-, pirolízis és szol-gél eljárások. A nanorészecskék kémiai szintézise kevesebb hibával rendelkező nanoszerkezeteket eredményez, hozzáférést biztosít összetettebb és homogénebb kémiai összetételhez, és könnyen méretezhető az alacsony költségű és gyors gyártás érdekében. 

Mivel ezek a technikák gyakran munkaigényesek és toxikus melléktermékeket eredményeznek, megjelentek a biológiai módszerek vagy a zöld nanorészecskék szintézisének módszerei, mint például a mikroorganizmusokkal és növényi kivonatokkal történő biogenezis. Ezek a fenntartható módszerek nem toxikus, környezetbarát részecskéket állítanak elő, amelyek alkalmasak biomedicinális és környezetvédelmi alkalmazásokra.