ナノマテリアルは、表面や界面特性がバルク特性よりも支配的なナノスケールの特質を持つ材料です。 このようなナノマテリアルの非常に大きな面領域には、触媒作用の増加や溶解性の改善、各種光学作用など、新たな物理および化学特性が生じる場合があります。
ナノマテリアルは、合成ナノ粒子という形で、すでに繊維、塗料、日焼け止め、その他のヘルスケア製品などの幅広い消費財に含まれています。 ナノマテリアルの応用については、エネルギー貯蔵とエネルギー変換、医薬品、ライフサイエンス、太陽電池、触媒、複合材など、さまざまな分野で精力的に研究が進められています。
多くのナノマテリアルが分散中のナノ粒子の形で存在しています。 しかし、他の材料もその中のナノ構造を利用することができます。 たとえば、金属有機構造体(MOF)は結晶構造にナノボイドを組み込んでおり、他の分子の大濃度の担体になることができます。 これには、医薬品有効成分(API)が含まれます。 MOFが生体適合性のある液体中にナノ粒子として分散している場合、表面修飾によりMOFは細胞にアクセスし、体内で必要とされる場所に、さまざまな活性のある標的医薬品を直接放出することができます。
探検
ナノマテリアルにとって材料特性評価が重要な理由を教えてください。
特定の用途向けに新しい材料を設計する場合、合成ナノ粒子のサイズ分布、形状、表面特性、分散、凝集の安定性に加えて、材料の元素組成とナノ結晶組成を制御することが重要になることがあります。
たとえば、MOFナノ粒子の結晶構造と流体力学的挙動を理解することは、イオンを効果的に収集、および放出できるようにするために不可欠です。
また、薄膜用途では、「2次元」の埋め込み層の特殊特性を利用した機器の製造において、ナノフィルムの厚さ、粗さ、層の特性も重要なパラメータです。
さらに、いくつかの合成ナノ粒子用途では、ナノ毒性やナノ安全性の問題が発生する可能性があり、ナノマテリアル規制が増加しています。 これらの規制が満たされていることを確認するには、特性評価が必要です。
当社のナノ粒子分析ソリューションについて
Malvern Panalyticalでは、ナノサイエンスとナノテクノロジーの研究開発をサポートする幅広いソリューションを提供しています。
- 動的光散乱法(DLS) 、 電気泳動光散乱法(ELS) 、 レーザ回折法(LD) などの技術により、研究者は、液体中のナノ粒子の特質と挙動を確定し、検証することができます。
-
X線散乱法：小角X線散乱法(SAXS)および広角X線散乱法(WAXS)は、ナノ粒子の形状とサイズに関する情報と、存在するナノ結晶の結晶構造解析を組み合わせたものです。
-
高解像度X線回折(HR-XRD)およびX線反射率法(XRR)を用いて、「2次元」ナノ層を調査しています。
- 当社の蛍光X線(XRF)分光計は、ナノ粒子の元素組成を分析できるため、ドーピング剤や不純物の濃度などのパラメータを評価することができます。
- ナノ粒子トラッキング(軌跡)解析は、ナノ毒性研究のツールとして、ナノ粒子濃度測定、あるいは特定のサンプルがナノマテリアルとして分類できるかどうかの調査にも使用できます。
