科学家们确定了参与防止工业应用中所使用的纳米颗粒聚集的因素

资料来源：

斯普林格

摘要：

纳米颗粒在工业应用中无处不在，从药物传输和生物医学诊断，到发展疏水表面、润滑油添加剂和石油领域的强化油采溶液。为了令纳米颗粒有效，它们需要在围绕它们的流体中保持充分地分散。现在，物理学家们已经确定了导致纳米粒子出现不稳定状态并且产生集聚的条件。

纳米颗粒在工业应用中无处不在，从药物传输和生物医学诊断，到发展疏水表面、润滑油添加剂和石油领域的强化油采收方案。为了令纳米颗粒有效，它们需要在围绕它们的流体中保持充分地分散。在一项发表于EPJ B的研究中，巴西的物理学家们已经确定了导致纳米粒子出现不稳定状态并且产生集聚的条件。当纳米颗粒表面的电力由于它们之间的吸引力或排斥力的总和而不再平衡时会出现聚集。这些研究结果由巴西SP圣安德烈的ABC联邦大学（UFABC）自然与人文科学中心的眠卡斯·德·劳拉及其同事在近期发表。

作者研究了在一种含有两种类型的盐——食盐和氯化钙——的溶液中不与周围环境发生反应的二氧化硅纳米粒子。之后，他们将尾部连接上纳米颗粒，这个过程称为功能化。在尾端具有亲水性或疏水性能够帮助纳米粒子保持分散。

然后，他们改变了温度和盐的浓度，并且监测了在盐溶液中离子的分散体。在某些情况下，他们观察到围绕纳米颗粒的离子的沉积，导致纳米粒子的周围形成双电层，否则就形成整体电中性纳米颗粒悬浮液。

德·劳拉及其同事随后确定了在溶液中影响这种纳米粒子的稳定性的因素。他们的模拟表明，在盐水中功能化纳米颗粒分散的不稳定性取决于它们聚集前的几个因素。“元凶”包括双电层的形成——据观察相比于食盐，在氯化钙溶液中更大——以及该双层的变窄。在离子迁移急剧增加之前界面张力相当大的差异也造就了不稳定性。该研究小组关于整体中性粒子的发现与之前有关带电粒子的研究相一致。

材料来源：

上述贴子是根据斯普林格提供的材料进行的转载。注：材料因内容及长度可能进行了再次编辑。

参考期刊：

Lucas S. de Lara, Vagner A. Rigo, Caetano R. Miranda. The stability and interfacial properties of functionalized silica nanoparticles dispersed in brine studied by molecular dynamics. The European Physical Journal B, 2015; 88 (10) DOI: 10.1140/epjb/e2015-60543-1