Hạt nano kim loại khái niệm để hạt có kích thước nano tạo thành từ kim loại Người ta biết hạt nano kim loại hạt nano vàng, nano bạc sử dụng từ hàng ngìn năm Tuy nhiên, phải đến năm 1857, Michael Faraday nghiên cứu cách hệ thống hạt nano vàng nghiên cứu phương pháp chế tạo, tính chất ứng dụng hạt nano kim loại thực bắt đầu CHẾ TẠO HẠT NANO KIM LOẠI Có hai phương pháp để tạo vật liệu nano, phương pháp từ lên phương pháp từ xuống Phương pháp từ lên tạo hạt nano từ ion nguyên tử kết hợp lại với Phương pháp từ xuống phương pháp tạo vật liệu nano từ vật liệu khối ban đầu Đối với hạt nano kim loại hạt nano vàng, bạc, bạch kim, phương pháp thường áp dụng phương pháp từ lên Nguyên tắc khử ion kim loại Ag+, Au+ để tạo thành nguyên tử Ag Au Các nguyên tử liên kết với tạo hạt nano Các phương pháp từ xuống dùng thời gian gần có bước tiến việc nghiên cứu theo phương pháp Phương pháp ăn mòn laser Đây phương pháp từ xuống [4] Phương pháp khử hóa học Phương pháp khử hóa học dùng tác nhân hóa học để khử ion kim loại thành kim loại Thơng thường tác nhân hóa học dạng dung dịch lỏng nên gọi phương pháp hóa ướt Đây phương pháp từ lên Phương pháp khử vật lí Phương khử vật lí dùng tác nhân vật lí điện tử [6], sóng điện từ lượng cao tia gamma [7], tia tử ngoại [8], tia laser [9] khử ion kim loại thành kim loại Dưới tác dụng tác nhân vật lí, có nhiều q trình biến đổi dung mơi phụ gia dung môi để sinh gốc hóa học có tác dụng khử ion thành kim loại Phương pháp khử hóa lí Đây phương pháp trung gian hóa học vật lí Ngun lí dùng phương pháp điện phân kết hợp với siêu âm để tạo hạt nano Phương pháp khử sinh học Dùng vi khuẩn tác nhân khử ion kim loại [11] Người ta cấy vi khuẩn MKY3 vào dung dịch có chứa ion bạc để thu hạt nano bạc Phương pháp đơn giản, thân thiện với môi trường tạo hạt với số lượng lớn TÍNH CHẤT CỦA HẠT NANO KIM LOẠI hạt nano kim loại có hai tính chất khác biệt so với vật liệu khối hiệu ứng bề mặt hiệu ứng kích thước Tuy nhiên, đặc điểm hạt nano có tính kim loại, tức có mật độ điện tử tự lớn tính chất thể có đặc trưng riêng khác với hạt khơng có mật độ điện tử tự cao Tính chất quang học Như nói, tính chất quang học hạt nano vàng, bạc trộn thủy tinh làm cho sản phẩm từ thủy tinh có màu sắc khác người La Mã sử dụng từ hàng ngàn năm trước Các tượng bắt nguồn từ tượng cộng hưởng Plasmon bề mặt (surface plasmon resonance) điện tử tự hạt nano hấp thụ ánh sáng chiếu vào Tính chất điện Tính dẫn điện kim loại tốt, hay điện trở kim loại nhỏ nhờ vào mật độ điện tử tự cao Đối với vật liệu khối, lí luận độ dẫn dựa cấu trúc vùng lượng chất rắn Điện trở kim loại đến từ tán xạ điện tử lên sai hỏng mạng tinh thể tán xạ với dao động nhiệt nút mạng (phonon) Tính chất từ Các kim loại quý vàng, bạc, có tính nghịch từ trạng thái khối bù trừ cặp điện tử Khi vật liệu thu nhỏ kích thước bù trừ khơng tồn diện vật liệu có từ tính tương đối mạnh Các kim loại có tính sắt từ trang thái khối kim loại chuyển tiếp sắt, côban, niken kích thước nhỏ phá vỡ trật tự sắt từ làm cho chúng chuyển sang trạng thái siêu thuận từ Vật liệu trạng thái siêu thuận từ có từ tính mạnh có từ trường khơng có từ tính từ trường bị ngắt đi, tức từ dư lực kháng từ hoàn toàn khơng Tính chất nhiệt Nhiệt độ nóng chảy Tm vật liệu phụ thuộc vào mức độ liên kết nguyên tử mạng tinh thể Trong tinh thể, nguyên tử có số nguyên tử lân cận có liên kết mạnh gọi số phối vị Các nguyên tử bề mặt vật liệu có số phối vị nhỏ số phối vị nguyên tử bên nên chúng dễ dàng tái xếp để trạng thái khác Như vậy, kích thước hạt nano giảm, nhiệt độ nóng chảy giảm Ví dụ, hạt vàng nm có Tm = 500°C, kích thước nm có Tm = 950°C [12] ỨNG DỤNG CỦA HẠT NANO KIM LOẠI Các ứng dụng liên quan đến tính chất khác biệt hạt nano Những ứng dụng biết liên quan đến tính chất quang chúng Người ta trộn hạt nano vàng, bạc vào thủy tinh để chúng có màu sắc khác Gần người ta phát nhiều ứng dụng hạt nano vàng để tiêu diệt tế bào ung thư [13] Trong đó, hạt nano vàng kích thích ánh sáng laser xung, tượng hấp thụ cộng hưởng Plasmon mà hạt nano dao động trở nên nóng bỏng, có lên đến nhiệt độ cao nhiệt độ nóng chảy vàng Q trình tăng nhiệt gây sóng xung kích (shock wave) tiêu diệt tế bào ung thư đường kính hàng mm Hạt nano vàng bọc nguyên tử Gd (có mơ men từ ngun tử lớn nhất) dùng để làm tăng độ tương phản cộng hưởng từ hạt nhân (MRI) [14] Rất gần đây, người ta tạo nguyên tử nhân tạo từ hai hạt nano vàng mở khả ứng dụng lớn tương lai [15] ...bạc để thu hạt nano bạc Phương pháp đơn giản, thân thiện với mơi trường tạo hạt với số lượng lớn TÍNH CHẤT CỦA HẠT NANO KIM LOẠI hạt nano kim loại có hai tính chất khác biệt... thước hạt nano giảm, nhiệt độ nóng chảy giảm Ví dụ, hạt vàng nm có Tm = 500°C, kích thước nm có Tm = 950°C [12] ỨNG DỤNG CỦA HẠT NANO KIM LOẠI Các ứng dụng liên quan đến tính chất khác biệt hạt nano. .. điểm hạt nano có tính kim loại, tức có mật độ điện tử tự lớn tính chất thể có đặc trưng riêng khác với hạt khơng có mật độ điện tử tự cao Tính chất quang học Như nói, tính chất quang học hạt nano