Verdens mindste referencemateriale er et stort plus for nanoteknologi

Hvis det er rigtigt, at gode ting kommer i små pakker, så kan National Institute of Standards and Technology (NIST) nu gøre alle, der arbejder med nanopartikler, meget glade. NIST udstedte for nylig referencemateriale (RM) 8027, det mindste kendte referencemateriale, der nogensinde er skabt til at validere målinger af disse menneskeskabte, ultrafine partikler mellem 1 og 100 nanometer (milliarddele af en meter) i størrelse.

RM 8027 består af fem hermetisk forseglede ampuller indeholdende en milliliter siliciumnanopartikler - alle certificeret til at være tæt på 2 nanometer i diameter - suspenderet i toluen. For at give de passende størrelser til den nye RM, nanokrystallerne er ætset fra en siliciumwafer, adskilt ved hjælp af ultralyd og derefter stabiliseret i en organisk skal. Partikelstørrelse og kemisk sammensætning bestemmes af dynamisk lysspredning, analytisk centrifugering, elektronmikroskopi og induktivt koblet plasmamassespektrometri (ICP-MS), en kraftfuld teknik, der kan måle grundstoffer i koncentrationer så lave som adskillige ppm.

"For alle, der arbejder med nanomaterialer med dimensioner på 5 nanometer eller mindre, vores velkarakteriserede nanopartikler kan sikre tillid til, at deres målinger er nøjagtige, " siger NIST-forskningskemiker Vytas Reipa, leder af det team, der udviklede og kvalificerede RM 8027.

Siliciumnanopartikler som dem i RM 8027 bliver undersøgt som alternative halvledermaterialer til næste generation af fotovoltaiske solceller og solid-state belysning, og som erstatning for kulstof i katoderne på lithiumbatterier. En anden potentiel anvendelse kommer fra det faktum, at siliciumkrystaller ved dimensioner på 5 nanometer eller mindre fluorescerer under ultraviolet lys. På grund af denne ejendom, siliciumnanopartikler kan en dag tjene som let påviselige "tags" til sporing af stoffer i nanostørrelse i biologiske, miljømæssige eller andre dynamiske systemer.