ナノ粒子｜セラミックス技術コラム

ナノ粒子の高い表面エネルギーにより、様々な電磁気的、光学的、化学的機能や特徴が現れる。
ナノ粒子は、付着・凝集性が高いため、機能の実用化には様々な技術開発は必要であるが、微粒子化、ナノ粒子化に伴う構造・機能の変化がある。

電磁気的、光学的特性

粒子径による結晶構造の変化は、誘電率、導電率、保持力など電磁気的特性を変化させる。
光学特性も可視光線の波長(400～700nm)に比べ、1桁以上小さい粒子は、液体や透明な樹脂などに均一に分散すると可視光線が散乱されず、透明なコロイド溶液や樹脂材料になる。

また、固体内の電子が持つ離散的なエネルギーの幅(バンドギャップ)が、ナノ粒子では変化する。
外部から光が入射すると、バンドギャップに該当するエネルギーの波長の光のみが吸収され発色する。
同じ物質でも、粒子径によりバンドギャップが変化するため、色が変化する量子効果が現れる。

化学的、熱的特性

固気、固液間の反応は一般的に粒子表面で起こるため、比表面積が増加すれば反応性は増加する。

また、粒子表面から内部に気体、液体分子が拡散して反応する場合も、微粒子化すると内部原子の割合が少なくなるので、早く反応が完了する。
微粒子による融点、沸点の低下も固体の熱的特性変化の代表例である。



参考文献；基礎粉体工学/日刊工業新聞社