"Наночастица" это общий термин, используемый для обозначения любой твердой части вещества, в которой по крайней мере один из ее размеров меньше 100 нм. Это значение произвольно и представляет собой предел размеров, чьи свойства и характеристики отличаются от свойств и характеристик, наблюдаемых в объемной форме из-за наличия поверхностных эффектов.
Эти поверхностные эффекты связаны с тем, что, во-первых, поверхность материала имеет различия в способах сцепления атомов и молекул, во-вторых, в наночастицах большая часть материала ведет себя как поверхность.
Продукты и процессы на основе наночастиц получили значительные инвестиции в исследованиях ученых и разработки в течение последнего десятилетия.
Несмотря на трудности в сборе данных от государственных и частных учреждений по исследованиям и разработкам, рынок нанотехнологической продукции за последние годы оценивается в диапазоне 20 миллиардов долларов. Использование наночастиц также растет, о чем свидетельствует число мировых патентов, зарегистрированных за последние годы.
Среди нескольких видов наночастиц особое внимание уделяется наночастицам на основе керамических материалов.
По сравнению с другими классами наночастиц, керамические наночастицы имеют тенденцию быть высокостабильными по сравнению с металлическими. Маршруты синтеза керамических наночастиц хорошо известны и относительно дешевы. В последние десятилетия разработка продуктов и процессов, содержащих керамические наночастицы, породила новые области применения этих материалов.
Еще недавно, исследовательские программы, основанные на токсикологии, эко токсикологии, этике и общественном восприятии науки и технологии, выразили озабоченность по поводу потенциальных выгод от применения наночастиц, которые, как утверждается, могут принести.
Например, выгоды, выявленные в лабораторных условиях учеными, могут быть недостижимы в коммерческих масштабах.
Наконец, было указано на огромное потенциальное воздействие этих материалов на окружающую среду и здоровье человека.
В связи с их широким применением, углеродные наночастицы были тщательно изучены в рамках этих новых подходов и было отмечено несколько неожиданных опасных последствий, таких как высокая токсичность и экологическая стойкость.
Несмотря на то, что аналогичные озабоченности повторяются в истории технологического развития, например, в области ядерной энергетики, компьютеров и генетически модифицированных организмов, растущее использование наночастиц в целом (и керамических наночастиц в частности) требует особого внимания, главным образом по двум причинам:
- Во-первых, в отличие от ядерной или геномной технологии, производство наночастиц может осуществляться с использованием дешевых и коммерчески доступных реагентов с использованием хорошо известных и широко опубликованных процессов и методов.
- Во-вторых, аналогичные темпы развития (публикации, книги, патенты, продукция и процессы), благодаря обильным государственным и частным инвестициям, а также компьютерной поддержке и новым методам описания характеристик еще никогда не наблюдались.
В некоторых других областях (в основном связанных со здравоохранением) уже началось открытое обсуждение потенциальных выгод и рисков, связанных с нанотехнологиями.