Deposición de nanopartículas

La deposición de nanopartículas es referix al procés d'unir nanopartículas a superfícies sòlides cridades substrats per a crear recobriment de nanopartículas. Els revestiment poden tindre una capa monocapa o multicapa i una estructura organisada o desorganisada segons el método de revestiment utilisat. Les nanopartículas solen ser difícils de depositar per les seues propietats físiques.

Nanoparticle coating of polystyrene nanoparticles on quartz prepared with the Langmuir-Blodgett method.

Recobriment de nanopartículas de poliestireno sobre cuarzo preparat en el método Langmuir-Blodgett.

Desafius

Les nanopartículas poden estar fetes de diferents materials com a metals, ceràmica i polímero. L'estabilitat de les nanopartículas pot ser un problema, ya que les nanopartículas tenen una tendència a disminuir la seua energia superficial molt alta, que s'origina en la seua alta proporció de superfície a volum. Les nanopartículas nuetes tendixen a estabilisar-se per sorción de molècules de l'entorn o disminuint l'àrea de la superfície a través de la coagulació i aglomeració. Per lo general, la formació d'estos agregats no és desijada. La tendència d'una nanopartícula a coagularse es pot controlar modificant la capa superficial. En un mig líquit, les molècules de lligant adequades s'unixen comunament a la superfície de la nanopartícula, ya que proporcionen solubilidad en dissolvents adequats i eviten la coagulació.

Métodos de deposición

Hi ha varis métodos de recobriment diferents disponibles per a depositar nanopartículas. Els métodos es diferencien per la seua capacitat per a controlar la densitat de empaquetamiento de partícules i la gruixa de la capa, la capacitat d'utilisar diferents partícules i la complexitat del método i l'instrumentació necessària.

Langmuir-Blodgett

En el método Langmuir-Blodgett, les nanopartículas s'injecten en la interfase aire-aigua en un canal Langmuir-Blodgett especial. Les partícules flotants es comprimixen més prop unixques d'atres en barreres motorisades que permeten controlar la densitat de empaque de les partícules. Despuix de comprimir les partícules a la densitat de empaquetamiento desijada, es transferixen a un substrat sòlit per mig d'immersió vertical (Langmuir-Blodgett) o horisontal (Langmuir-Schaefer) per a crear un recobriment monocapa. Els recobriment multicapa controlats es poden fer repetint el procediment d'immersió vàries voltes.

Els beneficis del método Langmuir-Blodgett inclouen un control ferm sobre la densitat de empaquetamiento i la gruixa de capa conseguit que s'ha demostrat que és millor que en atres métodos, la capacitat d'utilisar diferents formes i materials de substrats i partícules i la possibilitat de caracterisar la capa de partícules durant la deposición, per eixemple, un microscopi d'àngul Brewster. Com a desventaja, una deposición de Langmuir-Blodgett exitosa requerix l'optimisació de múltiples paràmetros de medició, com la velocitat d'immersió, la temperatura i la densitat de empaquetamiento d'immersió.

Recobriment per immersió i recobriment per centrifugación

Els métodos de recobriment per immersió i rotació són métodos simples per a la deposición de nanopartículas. Són ferramentes útils, especialment per a crear capes i películes autoensambladas a on la densitat de empaque no és crítica. Es poden utilisar velocitats d'extracció de mostres precises i sense vibracions per a tindre control sobre la gruixa de la película. La creació de monocapas d'alta densitat sol ser molt difícil ya que els métodos carixen del control de la densitat de empaquetamiento. Ademés, el volum de suspensió de nanopartículas requerit tant per al recobriment per rotació com per al recobriment per immersió és prou gran, lo que pot ser un problema quan s'utilisen materials de nanopartículas costosos.

Atres métodos

Atres possibles métodos de deposición inclouen métodos que utilisen el autoensamblaje de partícules per evaporament de dissolvent, rasqueta, deposición química de vapor i impressió per transferència. Alguns d'estos métodos, com l'evaporament de solvents, són extremadament simples pero produïxen películes de baixa calitat. Atres métodos, com la deposición química de vapor, són efectius per a certs tipos de partícules i substrats, pero estan llimitats en els tipos de partícules que es poden usar i requerixen inversions d'instrumentació més pesades. També s'han utilisat métodos híbrits, com combinar el autoensamblaje en Langmuir-Blodgett.