Nanocristal

Tipos de Nanocristal

Um nanocristal é definido como um material com uma estrutura cristalina na nanoescala. Esses materiais nanocristalinos de alta pureza possuem excelentes propriedades quânticas que podem ser projetadas para aplicações específicas. Eles vêm em diferentes tipos, dependendo de sua composição, tamanho e forma. Eles podem ser amplamente categorizados em nanocristais metálicos, semicondutores, cerâmicos e poliméricos.

• Nanocristais Metálicos: Estes são compostos de metais e possuem um núcleo metálico. Sua natureza metálica permite que eles possuam boa condutividade elétrica. Eles podem ser feitos de um metal, o que é chamado de nanocristal monometálico, ou de diferentes metais em algumas áreas, o que é chamado de nanocristal heterogêneo. Alguns nanocristais metálicos passam por um processo chamado liga, onde os metais são misturados juntos em estado fundido e depois solidificados para formar uma única solução sólida. Um exemplo disso são os nanocristais de liga de platina-paládio.
• Nanocristais Semicondutores: Estes são nanocristais feitos de materiais semicondutores como silício ou germânio. Eles são usados para fabricar dispositivos eletrônicos devido às suas propriedades eletro-ópticas únicas dependentes do tamanho. Os nanocristais semicondutores exibem fluorescência, que pode ser ajustada com base em seu tamanho. Essa propriedade os torna úteis como reagentes de imagem biomolecular na região da luz visível.
• Nanocristais Cerâmicos: Estes são nanocristais inorgânicos não metálicos com uma estrutura cristalina. Eles são geralmente produzidos por meio de um processo de sinterização em estado sólido e possuem propriedades magnéticas, ópticas e catalíticas únicas. Sua alta resistência mecânica e dureza os tornam ideais para aplicações de implante biomédico.
• Nanocristais Poliméricos: Estes são feitos de moléculas de cadeia longa chamadas polímeros. Eles possuem uma estrutura cristalina bem definida na nanoescala. Sua estabilidade mecânica e térmica os torna ideais para aplicações nas indústrias cosmética e alimentícia.

Características e Funções do Nanocristal

Funções dos nanocristais

• Direcionamento de drogas

  Cristais de tamanho nano podem ser manipulados para fazê-los aderir a partes específicas do corpo. Os cientistas podem projetar nanocristais para ir apenas para o local do corpo onde a doença está, como células cancerosas. Essa entrega direcionada ajuda os medicamentos a funcionarem melhor e reduz os efeitos colaterais.

• Liberação Controlada

  Os sistemas de entrega de medicamentos nano possuem recursos que permitem controle preciso sobre como e quando os medicamentos são liberados. Isso permite a liberação programada ou orquestrada de medicamentos, aumentando a eficácia terapêutica dos medicamentos e minimizando seus efeitos negativos.

• Efeitos aprimorados do tratamento

  Os nanocristais têm um grande potencial para melhorar os padrões de terapia. Eles são benéficos para sistemas de entrega que podem ser adaptados a medicamentos específicos e cronogramas de liberação predefinidos. Seu pequeno tamanho e grande área de superfície conferem a eles qualidades físicas e químicas exclusivas, tornando-os adequados para a entrega de medicamentos baseada em carga.

Características dos nanocristais

• Pequeno tamanho

  As propriedades únicas dos nanocristais surgem de seu pequeno tamanho, que normalmente é inferior a 100 nanômetros (nm).

• Grande área de superfície

  Devido ao seu pequeno tamanho, os nanocristais possuem uma área de superfície muito grande em relação ao seu volume, o que pode melhorar sua solubilidade e biodisponibilidade.

• Estabilidade

  Produzidos por meio de métodos de moagem de alta energia, os nanocristais podem ser estáveis em suspensão por um período prolongado sem aglomeração ou sedimentação.

• Pureza

  Os fios de tungstênio geralmente são muito puros. Ter apenas uma substância os torna bons para usos médicos onde apenas materiais muito puros funcionam.

• Crescimento controlado

  O tamanho do cristal e a distribuição dos nanocristais podem ser controlados durante o processo de produção, o que é essencial para seu comportamento em sistemas biológicos.

Aplicações

Os nanocristais possuem muitas aplicações e não se limitam à indústria farmacêutica. Eles também são usados para tornar as coisas mais fortes, melhores condutores de eletricidade ou até mesmo ajudar com o armazenamento de energia. Por serem tão pequenos, os nanocristais podem mudar as características dos materiais comuns, o que levou a novos avanços tecnológicos em várias áreas.

Usos do nanocristal

Os nanocristais possuem muitas aplicações potenciais devido ao seu pequeno tamanho e às propriedades físicas e químicas únicas de sua superfície. Sua grande área de superfície confere a eles desempenho aprimorado, tornando-os úteis nas seguintes áreas:

• Indústria farmacêutica: Eles são principalmente usados na entrega e formulação de medicamentos e ajudam a melhorar a solubilidade e a biodisponibilidade de medicamentos, principalmente aqueles que são pouco solúveis.
• Indústria cerâmica: Os nanocristais são usados para fazer cerâmicas mais fortes e resistentes. Eles também ajudam a melhorar a dureza, resistência ao desgaste e dureza do produto final.
• Indústrias aeroespacial e automotiva: Essas indústrias usam nanocristais para fazer materiais mais fortes e mais leves. Eles também ajudam a aumentar a resistência à corrosão e a melhorar a durabilidade geral dos materiais.
• Os nanocristais também são usados na eletrônica para fazer componentes eletrônicos menores e mais eficientes, como transistores, capacitores e resistores. Suas excelentes propriedades elétricas ajudam a melhorar o desempenho de dispositivos eletrônicos.
• Setor de energia: Eles são principalmente usados na produção, armazenamento e conversão de energia - em células solares, baterias e catalisadores para a produção de biocombustíveis. Sua grande área de superfície ajuda a melhorar a eficiência energética.
• Aplicações biomédicas: Suas propriedades únicas os tornam adequados para aplicações como imagem, tratamento do câncer, hipertermia e tratamento antimicrobiano.
• Aplicações ambientais: Eles podem ser usados para remediar água e solo contaminados e ajudar a remover metais pesados e outros compostos tóxicos.
• Indústria têxtil: Os nanocristais são usados para fazer tecidos resistentes a manchas, impermeáveis e antibacterianos. Eles também melhoram a durabilidade e o desempenho do produto final.
• Preservação de alimentos: Alguns tipos de nanocristais possuem propriedades antimicrobianas e podem ser usados para fazer materiais de embalagem de alimentos que reduzem o crescimento de microrganismos e melhoram a vida útil.

Como escolher nanocristal

Ao escolher um fornecedor ou fabricante de nanocristais, a devida diligência é vital para encontrar um fornecedor confiável. Comece confirmando as credenciais do fornecedor e verificando se ele é reconhecido pelas autoridades reguladoras. Pergunte ao fornecedor sobre seus processos de produção, especialmente se eles envolvem métodos de alta temperatura como sinterização.

Esses métodos são cruciais para a produção de nanocristais de alta qualidade. Além disso, pergunte sobre as medidas de controle de qualidade do fornecedor e os métodos que ele usa para caracterizar nanocristais. Certifique-se de confirmar que o fornecedor pode fornecer fichas de dados de segurança de materiais para os nanocristais que fornece.

A forma do nanocristal é um fator importante a ser considerado. Os nanocristais estão disponíveis em pó e em formas dispersas. Sua aplicação específica determinará o tipo mais adequado. Para garantir compatibilidade com os equipamentos, sistemas ou processos, avalie a estabilidade da dispersão, fluidez e vida útil de cada forma.

Ao escolher nanocristais, o tamanho e a forma das partículas devem ser considerados. Esses fatores influenciam significativamente as características físicas e químicas dos nanocristais. Para atender aos requisitos de uma aplicação específica, solicite uma faixa de tamanho específica e morfologia de partículas do fornecedor. O fornecedor deve fornecer prova de distribuição de tamanho por meio de métodos como espalhamento de luz dinâmico.

Pergunte sobre a pureza e composição química dos nanocristais. Impurezas e impurezas podem afetar o desempenho em aplicações. Normalmente, os nanocristais possuem uma estrutura química bem definida. Certifique-se de que o fornecedor pode fornecer um certificado de análise comprovando os padrões de pureza.

Os clientes devem escolher materiais de nanocristal compatíveis com sua aplicação pretendida. Por exemplo, se você estiver usando vidro nanocristalino em uma aplicação odontológica, certifique-se de que o material corresponde às propriedades necessárias para restaurações odontológicas. Avalie a área de superfície e a densidade dos nanocristais e sua influência no produto final e na rentabilidade.

A reputação e a experiência do fornecedor são fatores decisivos ao escolher um fornecedor. Considere analisar depoimentos de clientes, estudos de caso e aplicações anteriores para avaliar a experiência do fornecedor. Pergunte se o fornecedor tem a capacidade de personalizar a produção de nanocristais para atender a determinadas especificações. A personalização pode envolver o ajuste do tamanho da partícula, morfologia ou tratamento da superfície para atender aos requisitos de aplicação específicos.

P & R

P: O que é tecnologia de nanocristal?

R: Os nanocristais são partículas microscópicas com pelo menos uma dimensão na faixa nanométrica (1-100 nm). Os nanocristais possuem propriedades únicas que variam de acordo com sua forma e tamanho. O pequeno tamanho permite uma grande área de superfície, o que confere força e aumento da reatividade. Os nanocristais são feitos moendo materiais como cerâmica ou metal em uma suspensão líquida. O líquido ajuda a estabilizar as partículas para que elas não se aglomerem. Os nanocristais têm aplicações em catálise, sensores, sistemas de entrega de medicamentos, dispositivos ópticos e implantes biomédicos.

P: O que um nanocristal faz?

R: Os nanocristais usam seu pequeno tamanho para melhorar a funcionalidade em várias aplicações. A grande área de superfície permite melhores reações, enquanto o pequeno tamanho permite penetração no nível celular.

P: Qual a diferença entre uma nanopartícula e um nanocristal?

R: Nanopartículas e nanocristais possuem propriedades diferentes, mas semelhantes, na nanoescala. Os nanocristais são um tipo específico de nanomaterial e consistem em um grande número de átomos arranjados em uma estrutura regular semelhante a um cristal. A estrutura do nanocristal fornece resistência e uniformidade. Por outro lado, as nanopartículas são mais gerais e podem ter diferentes formas. Elas podem ou não apresentar as mesmas características estruturais dos nanocristais. Ambos os itens podem ter tamanhos e aprimoramentos semelhantes, como reatividade e aumento da resistência.