Analytická chemie nanomateriálů
1
Konstruované nanočástice - Engineered
nanopartiocles (ENPs)
Částice, jejichž jeden rozměr je v rozmezí 1-100 nm.
Relativně velký povrch k jejich hmotnosti.
Reagují odlišně ve srovnání s makroskopickým
pevným (bulk) materiálem nebo roztokem stejného
chemického složení.
Jejich mechanické, magnetické, katalytické,
elektronické, optické a biologické vlastnosti mohou
být využívány v různých aplikacích.
2
Konstruované nanočástice - Engineered
nanopartiocles (ENPs)
ENPs jsou využívány v různých odvětvích a produktech:
o aditiva v potravinách, kosmetických přípravcích,
farmaceutických produktech, biocidních přípravcích,
biologických materiálech,
o v technologii palivových článků a v elektronice.
Použití ENPs s sebou přináší i rizika:
o jejich osud v životním prostředí,
o potenciální toxicita,
o celkové riziko pro lidské zdraví a životní prostředí.
Vzniká potřeba vyvinout vhodné analytické nástroje a
metody pro detekci a charakterizaci ENPs:
o ve složitých vzorcích (matricích),
o ve spotřebním zboží,
o v osobní elektronice.
3
Současné a perspektivní techniky pro
charakterizaci nanomateriálů
Elektronová mikroskopie EM:
o transmisní (TEM),
o s vysokou rozlišovací schopností (HRTEM),
o rastrovací (scanning, SEM).
Chromatografie:
o hydrodynamická (HDC)
o frakcionace tokem v poli (FFF).
Hmotnostní spektrometrie v indukčně vázaném plazmatu
ICP-MS:
o ICP-MS jako detektor pro vylučovací chromatografii: sizeexclusion
chromatography (SEC-ICP-MS),
o ICP-MS jako detektor pro FFF: FFF-ICP-MS
o Single-particle ICP-MS (sp-ICP-MS)
Matrix-assisted laser desorption ionisation (MALDI-MS)
Elektrochemické metody 4
Současné a perspektivní techniky pro
charakterizaci nanomateriálů
Stanovení distribuce velikostí částic, tvaru a struktury:
o Transmisní elektronová mikroskopie
o Rastrovací EM (SEM)
o Dynamický rozptyl světla (dynamic light scattering DLS)
o Mikroskopie atomových sil (atomic force microscopy AFM)topografie
a morfologie
 Chemická identifikace hlavních složek – metody
založené na použití rtg záření (X-rays):
o Fotoelektronová spektroskopie (X-ray photoelectron
spectroscopy XPS
o Rentgenová fluorescenční spektrometrie energodispersní
(ED-XRF)
5
ICP-MS
V ICP účinné odpaření, atomizace ionizace, excitace
Robustnost, vysoká důkazuschopnost (meze detekce)
(ppt), široký lineární dynamický rozsah (9 řádů),
vysoká selektivita, relativní nezávislost na matrici
vzorku, jednoduchá kalibrace a možnost použití
metody izotopového zřeďování pro kalibraci a
kvantifikaci.
Příklady: stanovení Al2O3, TiO2, CeO2 a ZnO2, Ag a Au
v NP; stanovení nečistot v NPs. Rozklad a převod do
roztoku v kyselinách s použitím mikrovlnného
ohřevu.
6
Hydrodynamic chromatography HDC
7
ICP-MS
8