解决了测量微小纳米粒子的大问题

微小的纳米粒子在现代生活中扮演着巨大的角色，即使大多数消费者都不知道他们的存在。它们提供防晒乳液中的必需成分，防止运动员的脚部真菌进入袜子，并对抗绷带上的微生物。它们增强了流行糖果的颜色，并将粉状糖保持在甜甜圈上。它们甚至用于针对癌症治疗中特定类型细胞的高级药物。

然而，当化学家分析样品时，测量这些颗粒的大小和数量是很有挑战性的 - 这些颗粒通常比一张纸的厚度小100,000倍。技术为评估纳米粒子提供了许多选择，但专家尚未就哪种技术最佳达成共识。

在美国国家标准与技术研究院(NIST)和合作机构的一篇新论文中，研究人员得出结论，测量纳米粒子的尺寸范围 - 而不仅仅是平均粒径 - 对于大多数应用来说是最佳的。

“这似乎是一个简单的选择，”NIST的Elijah Petersen说，他是该论文的主要作者，今天发表在“环境科学：纳米”杂志上。“但它会对你的评估结果产生重大影响。”

与许多测量问题一样，精度是关键。暴露于一定量的一些纳米颗粒可能具有不利影响。药物研究人员通常需要精确度来最大化药物的疗效。例如，环境科学家需要知道有多少金，银或钛纳米颗粒可能对土壤或水中的生物造成风险。

由于测量不一致，使用比产品中所需更多的纳米颗粒也可能为制造商浪费金钱。

虽然它们可能听起来超现代，但纳米粒子既不是新的，也不仅仅基于高科技制造工艺。纳米粒子实际上只是一个亚微观粒子，在其至少一个维度上测量小于100纳米。可以将数十万个它们放在销钉的头部上。它们对研究人员来说是令人兴奋的，因为许多材料在纳米尺度上的作用与在较大尺度上不同，纳米粒子可以做很多有用的东西。

纳米粒子自古代美索不达米亚时代就开始使用，当时陶瓷艺术家使用极少量的金属来装饰花瓶和其他器皿。在公元4世纪的罗马，玻璃工匠将金属磨成微小的颗粒，以改变不同光照下的商品颜色。这些技术被遗忘了一段时间，但在17世纪由资源丰富的制造商再次重新发现玻璃制造。然后，在19世纪50年代，科学家Michael Faraday广泛研究了使用各种洗涤混合物来改变金颗粒性能的方法。

由于光学技术的创新，现代纳米粒子研究在20世纪中叶迅速发展。能够看到单个粒子并研究它们的行为扩大了实验的可能性。然而，在实验纳米技术在20世纪90年代起飞之后，取得了最大的进展。突然间，可以仔细检查和操纵单个金颗粒和许多其他物质的行为。关于少量物质反射光，吸收光或行为变化的方式的发现很多，导致纳米粒子纳入更多产品中。

之后关于他们的测量的辩论。在评估细胞或生物对纳米粒子的反应时，一些研究人员更喜欢测量粒子数浓度(科学家有时称为PNCs)。许多人发现PNCs具有挑战性，因为在确定最终测量时必须使用额外的公式。其他人更喜欢测量质量或表面积浓度。

PNC通常用于表征化学中的金属。然而，纳米粒子的情况本质上比溶解的有机或无机物质更复杂，因为与溶解的化学物质不同，纳米粒子可以具有各种尺寸，并且有时在添加到测试材料时粘在一起。

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