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　　在相同的標準條件下，相對于宏觀材料，納米顆粒的穩定性不受熱力學性質影響。但與大尺度材料相比，納米顆粒充其量是亞穩態的，在開發這些材料時必須考慮到這一點。那你知道納米顆粒的穩定性代表什么嗎？

　　1、聚集現象與穩定性

　　聚集是氣相和溶液相納米顆粒不穩定性的最常見指標，當初級納米結構在短距離內通過相互作用彼此靠近時，就會發生聚集現象。因此，納米顆粒的穩定性取決于能否阻止聚集過程。貴金屬納米結構非常適合觀察聚集，因為它們的等離子體性質取決于粒子間的距離，并且可以進行視覺觀察。動態光散射(DLS)通常用于監測非類材料的簇形成。當所有的團簇都克服浮力時，物質就會沉淀。團簇形成的速率取決于能量和碰撞頻率。

　　溶液相納米顆粒的穩定性依賴于碰撞和勢能的能量學。隨著彈性碰撞概率的增加，納米顆粒的穩定性得到提高。利用碰撞理論和DLVO理論，可以估計溶液相結構的能量，從而提高“穩定性”?？紤]到概率依賴性，防止納米顆粒聚集只能在短時間內實現。因此，可以增加對驅動簇形成因素的了解，以便對納米粒子的聚集穩定性作出現實的預估。

　　2、金屬/金屬氧化物的穩定性函數

　　通常，由于表面原子配位的不同，納米結構的核和表面原子組成在化學上是不同的，因此穩定性是指保留原始表面原子的同一性和配位。由于納米結構上的表面原子比體原子具有更低的配位數，因此它們的反應性相對較高。不穩定性是指化學成分的變化或配位數的變化。氧化是表面原子轉變或不穩定的常見例子。例如，銀納米粒子的氧化導致等離子體共振特性的逐漸減弱。氧化銀在水環境中也會發生溶解形成Ag+，這兩種不穩定性都會導致反應性和材料本身的改變。

　　能量色散X射線光譜(EDS)是一種識別這些材料中主要化學成分和干擾化學成分的有效技術。在高能電子轟擊下，可以收集特征X射線光譜，然后將其用于樣品中元素的識別和質量定量。除H和He以外的所有元素都可以檢測。圖1中采用EDS成功分析了氧化鐵納米顆粒，并通過X射線光譜分析確定了鐵和氧含量。XRD可以將核心組成與納米顆粒穩定性聯系起來，并且可以深入了解O、S干擾對納米顆粒形態的影響。有關氧化和硫化的類似信息可以從與等離子體納米材料相關的局域表面等離子體共振(LSPR)光譜中提取。

　　盡管金屬/金屬氧化物的分離和摻雜方法都能提高納米顆粒的組成穩定性，但仍存在一些挑戰。例如，另一種材料的納米顆粒封裝提高了目標納米材料的穩定性，但卻阻止了原始材料與其環境之間的直接相互作用。因此，要求原始金屬/金屬氧化物與其周圍環境直接接觸的應用(如催化和熱基應用)可能受到限制。相反，摻雜方法克服了引入物理勢壘的局限性，但粒子中的載流子電子數量的改變影響了材料的電性能。因此，在選擇提高納米顆粒金屬/金屬氧化物原始成分穩定性的方法時，需要折衷考慮對材料性能的益損。

　　3、納米顆粒尺寸的穩定性

　　納米顆粒尺寸的穩定性定義為在儲存或實驗過程中保持納米顆粒的尺寸。由于納米級金屬/金屬氧化物的物理化學性質取決于尺寸，不穩定性是指納米顆粒尺寸的增加或減少，導致材料的催化、光學、磁性、機械和熱性能發生顯著變化。例如，磁性納米顆粒可以表現出超順磁性，即在沒有外部磁場的情況下，小顆粒的平均磁矩為零，但在應用外部磁場后會迅速增加。因此，納米結構尺寸的保留對于納米金屬和金屬氧化物的可再現化學和物理性質是必需的。納米顆粒的尺寸可以通過溶液中的運動直接成像或推斷出來，納米顆粒的尺寸可以直接從圖像中量化，也可以間接從遷移率和光譜測量中量化。

　　總之，納米顆粒尺寸穩定性是納米材料物理化學性質的一個重要參數。維數守恒取決于原合成材料的均勻性以及儲存或使用期間存在的穩定劑。由于其大小通常不遵循正態分布，當對納米顆粒尺寸的變化進行量化和分類時，建議采用偏離簡單平均值和標準偏差的方法。

　　4、表面化學穩定性

　　如前幾節所述，納米顆粒界面在保持成分、形態和尺寸穩定性方面起著重要作用。由天然金屬/金屬氧化物表面原子穩定的納米材料需要保持原子密度、化學特性和表面電位，而那些含有封端劑的納米材料也依賴于與端基質子化狀態、密度和組成有關的性質。不穩定性表現為表面原子和分子密度、化學成分和電位的變化，這會導致意外聚集、藥物釋放受阻和分子檢測不一致等情況。例如，將表面電位從非零值改為零值會降低納米顆粒之間的靜電排斥電位；懸浮在介質中的微粒會導致簇狀物的形成；表面電位的變化也會影響藥物的釋放，因為藥物的裝載和顆粒的釋放都依賴于表面電位。因此，當分子間作用力影響納米顆粒在應用中的使用時，金屬/金屬氧化物的表面化學穩定性非常重要。

　　表面功能化可以降低納米結構聚集的可能性，因此，還必須評估其表面化學的穩定性。表面化學穩定性取決于分子吸附率，這一過程取決于流量和預先存在的表面化學，可以實時監控。例如，圖5說明了在金上形成硫鋁酸鹽單層的時間依賴過程。SERS基質上的多孔膜可以控制電荷和大小的通量，并提高生物相容性。總之，表面化學穩定性取決于納米結構周圍局部介質中存在的原子或分子的性質，這些條件在可能發生交換、位移或封裝的存儲過程以及復雜環境中都是相關的。