Les nanomatériaux sont des matériaux aux dimensions nanométriques pour lesquelles les propriétés de surface ou d'interface sont prioritaires sur les propriétés brutes. La grande surface de ces nanomatériaux peut être à l'origine de nouvelles propriétés physiques et chimiques telles que l'augmentation de l'activité catalytique, l'amélioration de la solubilité ou un comportement optique différent.
Sous forme de nanoparticules synthétiques, les nanomatériaux sont déjà présents dans une grande variété de produits de consommation, tels que les textiles, les peintures, les écrans solaires et d'autres produits de santé. Des recherches intensives sont menées concernant l'utilisation des nanomatériaux pour le stockage et la conversion de l'énergie, les produits pharmaceutiques, les applications de sciences de la vie, les cellules photovoltaïques, la catalyse et les matériaux composites, entre autres.
De nombreux nanomatériaux existent sous forme de dispersions de nanoparticules. Cependant, d'autres matériaux peuvent également utiliser des nanostructures à l'intérieur de ces matériaux. Par exemple, les structures organométalliques (MOF) incorporent des nano-vides dans leurs structures cristallines et peuvent devenir des hôtes porteurs pour de grandes concentrations d'autres molécules. Cela inclut les principes actifs pharmaceutiques (API). Lorsque les MOF sont dispersés sous forme de nanoparticules dans des fluides biocompatibles, la modification de la surface leur permet d'accéder aux cellules et de libérer ensuite une large gamme de médicaments actifs et ciblés directement là où le corps en a besoin.
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Pourquoi la caractérisation des matériaux est-elle importante pour les nanomatériaux ?
Lors de la conception de nouveaux matériaux pour des applications spécifiques, il est souvent crucial de contrôler la distribution de la taille, la forme, les propriétés de surface, la dispersion et la stabilité de l'agrégation des nanoparticules synthétiques, ainsi que la composition élémentaire et nanocristalline du matériau.
Par exemple, il est essentiel de comprendre la structure cristalline et le comportement hydrodynamique des nanoparticules de MOF (Structures organométalliques ou « Metal Organic Frameworks » en anglais) pour s'assurer qu'elles peuvent récolter et libérer efficacement des ions.
De plus, dans les applications des couches minces, l'épaisseur, la rugosité et les propriétés des couches sont également des paramètres essentiels pour la production de dispositifs utilisant les propriétés spéciales des couches « bidimensionnelles » et enfouies.
En outre, des préoccupations en matière de nanotoxicité et de nanosécurité potentielles ont entraîné un nombre croissant de réglementations « Nano » pour plusieurs applications des nanoparticules synthétiques. La caractérisation est nécessaire pour s'assurer que ces réglementations sont respectées.
Quelles sont nos solutions d'analyse des nanoparticules ?
Chez Malvern Panalytical, nous proposons une large gamme de solutions pour soutenir la recherche et le progrès en nanoscience et en nanotechnologie :
- Des techniques telles que la diffusion dynamique de la lumière (DLS), l'électrophorèse laser Doppler (ELS) et la diffraction laser (LD) permettent aux chercheurs de déterminer et de vérifier les dimensions et les comportements des nanoparticules dans les liquides.
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Diffusion de rayons X : la diffusion de rayons X aux petits angles (SAXS) et la diffusion de rayons X aux grands angles (WAXS) combinent des informations sur la forme et la taille des nanoparticules grâce à une analyse de la structure cristalline des nanocristaux présents.
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La diffraction des rayons X haute résolution (HRXRD) et la réflectométrie des rayons X (XRR) sont des techniques utilisées pour étudier les nanocouches « bidimensionnelles ».
- Nos spectromètres de fluorescence X (XRF) peuvent analyser la composition élémentaire des nanoparticules, ce qui permet d'évaluer des paramètres tels que la concentration en agents dopants ou en impuretés.
- L'analyse du suivi individuel de particules peut également être utilisée comme outil dans les études nanotoxicologiques, pour déterminer la concentration des nanoparticules ou pour vérifier si un échantillon donné peut être classé comme nanomatériau.
NanoSight Pro
La caractérisation des nanomatériaux et des biomatériaux n'a jamais été aus...