ナノ粒子相互作用の非添加性

Carlos A Silvera Batista¹, Ronald G Larson², Nicholas A Kotov³

¹Department of Chemical Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109, USA. Biointerfaces Institute, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109, USA.

Science (New York, N.Y.)

|October 10, 2015

まとめ

非有機ナノ粒子 (NP) 間の相互作用は,離散性と変動により複雑です. これらのナノスケール力とその非添加的性質を理解するために新しい実験的および理論的ツールが必要です.

科学分野:

物理化学
材料科学
ナノテクノロジー

背景:

非有機ナノ粒子 (NP) 相互作用を理解することは,自己組織化と様々な物理的,化学的,生物学的な現象にとって不可欠です.
粒子間の力の定量的な記述は,マイクロサイズの粒子 (μPs) に対して存在しない課題によって妨げられます.

研究の目的:

ナノスケール粒子間の力を記述する難しさの源を分析する.
ナノ粒子相互作用を理解するための将来の研究方向を提案する.

主な方法:

コロイド相互作用に関する古典的な理論の分析.
添加式と非添加式ナノスケールシステムの区別のためのヒューリスティックルールの特定.
ディスクリテンス,変動,および多次元集団効果の役割についての議論.

主要な成果:

ナノスケールの相互作用は,マイクロサイズの粒子と比較して,離散性と変動が増加することで複雑になります.
古典的理論は,様々なナノスケール相互作用 (静電,ヴァン・デル・ワールス,水害) の非加法性を解決するために修正する必要があります.
添加的および非添加的ナノスケールシステムを区別するのに役立つヒューリスティックルールが特定されています.

結論:

将来の研究は,NPを強く相関し,新しい実験的,理論的なツールを必要とする再構成可能なシステムとして扱うべきである.
原子シミュレーションはNPの相互作用を研究するためにより実用的です.
実験ツールやシミュレーションの進歩は力場を改善し,ナノスケールでの古典的な相互作用の電子的起源を明らかにします.

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