1.4 Свойства наночастиц

Новые материалы разнообразны и обладают уникальными свойствами: высокой прочностью, теплоизолирующей способностью, противомикробным действием, сверхпроводимостью, заданной проницаемостью и т.д. Последнее время определение наночастиц связывают не с их размером, а с проявлением у них новых свойств, отличных от свойств объемной фазы. При переходе вещества от макроразмеров к размерам, всего на один-два порядка больше молекулярных, резко меняются его свойства - с увеличением удельной поверхностной энергии изменяется его поверхностное натяжение, температура плавления и температуры структурных переходов, может измениться сама структура, его электронные характеристики, то есть весь спектр физико-химических свойств, становится иным, чем для веществ в макросостоянии. Поэтому критерием принадлежности частицы того или иного вещества к классу наночастиц правильнее считать сопоставление ее размера с корреляционным радиусом того или иного физического явления (например, с длиной свободного пробега электронов или фононов, длиной когерентности в сверхпроводнике, размерами магнитного домена или зародыша твердой фазы).

Малые размеры наночастиц приводят к многократному увеличению удельной поверхность материалов, что способствует транзиту самых различных веществ за счет увеличения адсорбционной емкости. Возрастает химическая реакционная способность и каталитические свойства вещества. На эти параметры прямо влияют также физико-химические свойства, включая форму, поверхностную структуру, полярность. Поэтому увеличивается вероятность развития различных процессов внутри отдельных клеточных структур: органелл, биологических мембран, проникновение и контакт с клеточным ядром и ДНК. Во многом цитотоксические свойства наночастиц объясняются их способностью к агрегации внутри клеток[7].

По информации, имеющейся в международной базе данных, количество зарегистрированных наименований наноматериалов в настоящее время превысило 2900, среди них 714 - углеродные нанотрубки и 85 - наночастицы серебра. Международные организации и правительства развитых стран проявляют огромный интерес к проблеме развития нанотехнологий.