Nanoparticle processing Understanding and controlling aggregation pt

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Perspectiva histórica
a
b
Processamento de nanopartículas: Compreendendo e controlando a agregação
ÿ Autor correspondente.
Palavras-chave:
Historia do artigo:
Síntese
13 de abril de 2020
Estabilização
Avanços na ciência de colóides e interfaces 279 (2020) 102162
0001-8686/© 2020 Elsevier BV Todos os direitos reservados.
ZeoVation, 1275 Kinnear Road, Columbus, OH 43212, Estados Unidos da América
Aglomeração
Departamento de Química e Bioquímica, The Ohio State University, Columbus, OH 43210, Estados Unidos da América
Disponível on-line em 16 de abril de 2020
Carga superficial
Endereço de e-mail: dutta.1@osu.edu (P.Dutta).
Secagem
informações do artigo abstrato
,,Sweta Shrestha Prabir Dutta b, ÿBo Wang
Listas de conteúdos disponíveis em ScienceDirect
página inicial da revista: www.elsevier.com/locate/cis
https://doi.org/10.1016/j.cis.2020.102162
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o material, resultando em novos efeitos quânticos. O tamanho também influencia a mobilidade, controlada principalmente pelas regras brownianas.
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3.1. Teoria.
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Nanopartículas: relevância prática da agregação.
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com ênfase na agregação durante e após a síntese. A teoria envolvendo a força atrativa de Van der Waals
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desenvolve-se à medida que um material a granel é reduzido a nanodimensões e se reflete na nova química, física e biologia.
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NPs agregados, que envolvem forças mecânicas, bem como manipulação de forças capilares e características de 
superfície. Concluímos esta revisão com uma discussão sobre aplicações relevantes de agregação de NPs no mundo 
real. Esta revisão deve ser relevante para cientistas e tecnólogos interessados em NPs, uma vez que a ênfase tem sido na
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movimento para NPs, e relevante em processos biológicos e ambientais. No entanto, o tamanho pequeno também leva a alta
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2.1. Fase gasosa .
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3.1.1. Forças não-DLVO 
3.2. Estabilização da fase líquida 
3.2.1. Concentração de 
NP 3.2.2. Carga superficial. .
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1.1. Definição de nanopartículas.
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e força repulsiva elétrica como as características de controle da estabilidade dos NPs são discutidas, seguidas de exemplos
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Com a redução do tamanho, uma função maior dos átomos fica na superfície, além de promover diferentes interações com seus
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.2.2. Fase líquida .
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aspectos práticos da tecnologia baseada em NP e, especialmente, estratégias relevantes para controlar a agregação de NP.
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energia superficial e NPs tendem a se agregar, diminuindo assim a energia superficial. Em todas as aplicações, a 
agregação descontrolada de NPs pode ter efeitos negativos e precisa ser evitada. Existem, no entanto, exemplos de 
agregação controlada de NPs que dão origem a novos efeitos. Este artigo de revisão está focado nas características do NP que
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ambiente, em comparação com o material a granel. Além disso, a redução no tamanho altera a estrutura eletrônica do
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3.2.3. Revestimentos de superfície.
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1.2. Agregação .
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de como as forças repulsivas e atrativas podem ser manipuladas experimentalmente para controlar a agregação de NP. Em 
algumas aplicações, os NPs preparados por métodos líquidos precisam ser isolados para aplicações posteriores. O processo de 
remoção de solvente introduz novas forças, como forças capilares, que promovem a agregação, em muitos casos, de forma irreversível.
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influencia a agregação. Estratégias comuns para síntese de NPs a partir das fases gasosa e líquida são discutidas
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Nanopartículas (NPs) são comumente definidas como partículas com tamanho b100 nm e são atualmente de considerável 
interesse tecnológico e acadêmico, uma vez que muitas vezes são os materiais de partida para a nanotecnologia. Propriedades novas
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4. Agregação após secagem.
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Estabilização do NP rumo à agregação.
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3.2.4. Sistemas não aquosos.
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Influência da síntese na agregação.
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São discutidas estratégias para controlar a agregação durante a secagem. Existem também muitos métodos para redispersar
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Avanços na ciência de colóides e interfaces
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https://doi.org/10.1016/j.cis.2020.102162
mailto:dutta.1@osu.edu
http://www.sciencedirect.com/science/journal/
www.elsevier.com/locate/cis
https://doi.org/10.1016/j.cis.2020.102162
2
(retirado da Referência [14]).
Figura 1. Representação das várias etapas que ocorrem na síntese de partículas em fase gasosa.
S. Shrestha et al. / Avanços na ciência de colóides e interfaces 279 (2020) 102162
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6. Agregação de aplicativos relevantes. .
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7. Conclusões. .
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5. Estratégias de redispersão.
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Reconhecimento.
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4.1. Física da secagem: forças capilares 
4.2. Tipos de secagem. .
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5.1. Meio dispersante 5.2. 
Forças mecânicas 5.3. 
Manipulação de forças capilares 
5.4. Manipulando características de superfície
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Referências. .
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4.3. Efeitos de modificação de superfície na secagem. .
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estruturas. Outra definição proposta é que os nanomateriais exibem uma
NPs. Num meio, a energia superficial pode diminuir por dissolução em
Por exemplo, NPs de paládio de raios 1, 2, 10 e 50 nm terão 62, 38,
é evidente pelo grande número de publicações e patentes, e
meios de ligação ao ligante podem fornecer nanopartículas não agregadas
Nesta revisão, tratamos principalmente de nanopartículas. No tamanho nano
A Fig. 1 mostra os processos relevantes para a formação de partículas no gás
Os NPs, conforme sintetizados, tendem a ser muito reativos, uma vez que suas 
superfícies possuem uma alta densidade de ligações pendentes e defeitos. Devido ao grão pequeno
Curiosamente, a agregação controlada de NP é benéfica para certos
as características atraentes dos NPs, ambos os processos precisam ser interrompidos.
são uma coleção fortemente vinculada de NP, sendo este último difícil de quebrar
e manuscritos [1–8].
2. Influência da síntese na agregação
o meio de reação e é referido como amadurecimento de Ostwald. A agregação pode ser 
frustrada revestindo o NP por meio de engenharia de superfície com
como uma entidade única compreendendo os grupos de material e superfície. As estratégias 
que exploram a aplicação de NPs exigem que os NPs estejam dispersos no meio de 
interesse, sem agregação. O tamanho de
A mudança de propriedade na agregação se manifesta de várias maneiras, incluindo 
reatividade, fotorreatividade, área superficial, biodisponibilidade e toxicidade. A reatividade 
é alterada porque menos superfície é exposta e é relevante para
dimensões na faixa de tamanho de 1 a 100 nm e podem aparecer como nanopartículas, 
nanotubos, nanofilmes e nanomateriais em massa, como dendríticos.
A agregação controlada é possível por um processo de duas etapas, a primeira envolvendo 
a formação de NPs bem dispersas e, em seguida, desencadeando uma montagem 
controlada através de alguma perturbação externa. Esta força externa
seja a fase gasosa ou a fase líquida.
A agregação não controlada influencia negativamente a funcionalidade do
agregação.
por partículas de ferro de valência zero, a agregação influencia a mobilidade,
1.2. Agregação
Materiais formados com dimensões nanométricas têm propriedades bastante
relação entre área superficial específica e volume maior ou igual a 60 m2 /cm3 [9].
espécies menores, ou agregação [1]. Para usar e se beneficiar
catálise. Em aplicações ambientais, como remediação de poluentes
1.1. Definição de nanopartículas
sacrificando a capacidade de chegar ao poluente, bem como diminuindo a reatividade. A 
reatividade também é influenciada pelo tamanho das partículas, por exemplo, com a 
diminuição do tamanho dos agregados de ZnO e TiO2, formação de radicais hidroxila.
Estágio. Resumidamente, os precursores devem ser gerados na fase gasosa, o que
A dissolução e o crescimento das partículas remanescentes podem ocorrer em
o material. Essas propriedades se manifestam em novas propriedades de reatividade, 
elétricas, mecânicas e magnéticas. Grande interesse neste tópico
tetracloreto, onde a taxa diminuiu à medida que partículas de magnetita de 9 nm se 
agregaram [12]. Tentativas de estabilizar os sítios reativos da superfície, por exemplo, por
faixa, uma grande fração dos átomos que compõem o NP está na superfície.
tamanhos, a energia superficial é alta e os processos para reduzir a energia superficial 
através da montagem de NPs podem se tornar dominantes [10]. Aglomerados são definidos 
como uma coleção de NPs fracamente ligada, enquanto agregados
dispersões [13].
essas referências citadas são uma amostra dos numerosos livros
8 e 2% do total de átomos na superfície da partícula.
grupos carregados ou por meios estéricos. Nesse caso, um NP deve ser entendido
aplicações, por exemplo, agregação em estruturas tridimensionais é relevante para 
aplicações fotônicas, Raman de superfície aprimorada e magnéticas.
Nanopartículas (NPs) são definidas como um material com pelo menos um de seus
os NPs, bem como seu carregamento determinarão as estratégias para minimizar
O método de síntese para um determinado NP pode ter uma influência profunda nas 
características de agregação. NPs são normalmente sintetizados em
em partículas primárias por forças mecânicas.
aumentou [11]. Outro exemplo de reatividade é a descloração do carbono
distinto de suas contrapartes em massa ou dos íons discretos que compõem
2.1. Fase gasosa
1. Nanopartículas: relevância prática da agregação
pode ser secagem controlada, perturbação elétrica, óptica, magnética ou química via 
modificação de ligante ou solvente [3].
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3
Interação atrativa entre NPs hidrofóbicos em
Tabela 1 
Forças que influenciam a estabilidade das NPs em meio líquido. 
(adaptado da Referência [10]).
Dupla camada elétrica Interação elétrica entre NP devido à sobreposição de dupla camada 
elétrica, tipicamente repulsiva
Revestimentos de superfície; Inorgânicos, surfactantes, polímeros e 
polieletrólitos em superfícies NP. Os polímeros podem formar 
pontes que levam a forças osmóticas para cadeias interpenetradas. 
Os revestimentos de superfície podem ter efeitos atraentes 
ou repulsivos.
Interação entre moléculas de água em hidrofílicas
S. Shrestha et al. / Avanços na ciência de colóides e interfaces 279 (2020) 102162
NPs, de natureza repulsiva
Influência
água
Força eletromagnética de curto alcance entre NPs, de 
natureza atrativa
Forças estéricas, 
eletrônicas e eletrostáticas
Força
Força de hidratação
Van der Waals
Força hidrofóbica
3. Estabilização do NP rumo à agregação
A formação de NPs na fase líquida normalmenteprocede de precursores 
solúveis, que formam uma espécie pouco solúvel em um estado supersaturado, 
resultando em nucleação. O crescimento dos núcleos em NP requer que a energia 
livre do processo de crescimento possa compensar a formação da nova interface. 
Neste modelo clássico, a transformação de núcleos em NP é rápida, portanto a 
concentração de núcleos na solução não é significativa. Trabalhos recentes 
mostram que este processo pode ser mais complicado, com a existência de 
aglomerados de pré-nucleação semelhantes a líquidos, que podem agregar-se 
para formar aglomerados amorfos e evoluir para cristais, como observado para 
CaCO3 e CaSO4 [24].
decompõem-se para formar estados supersaturados, levando à nucleação. As 
próximas etapas envolvem o crescimento da superfície para formar os NPs 
primários, juntamente com efeitos indesejados de coagulação e coalescência. A 
coagulação resulta da união de partículas por meio de colisões, e a coalescência é 
a fusão das partículas. NPs preparadas por métodos de fase gasosa são 
propensas à aglomeração promovida pela colisão de partículas, bem como ao 
crescimento de partículas por sinterização interpartículas em temperaturas 
elevadas. No entanto, existe uma força motriz comercial considerável para a 
síntese em fase gasosa, porque estes processos tendem a ser rápidos e escaláveis 
para grandes quantidades (1000 g/h) [14,15].
3.1. Teoria
Aglomerados quimicamente ligados são atraentes para certas aplicações, por 
exemplo, catálise, fibra óptica e eletrocerâmica (por exemplo, bateria). Ao controlar 
o tempo de residência das partículas em alta temperatura nas chamas, estruturas 
nanoagregadas semelhantes a fractais podem ser formadas [23].
nanoporos.
2.2. Fase líquida
A agregação limitada apenas pela difusão do NP para o cluster em crescimento 
leva a clusters altamente desordenados [3,25]. Outra estratégia para fazer PNs 
isolados é utilizar o confinamento, por exemplo, utilizando a água
A fabricação de dispositivos pode promover uma heterogeneidade inerente na 
distribuição de partículas. A integração em dispositivos exigirá um controle espacial 
adequado dos NPs. A impressão a jato de tinta é uma tecnologia para fabricação 
de dispositivos a partir de NPs. Campos elétricos e eletrofiação encontram uso 
para fabricação com NPs. O processo mais simples para síntese/fabricação de NP 
parece ser mais robusto. NPs estabilizados por exclusão estérica são mais robustos 
a mudanças na força iônica, em comparação com a estabilização eletrostática.
A síntese por spray de chama pode produzir uma ampla gama de materiais, 
incluindo TiO2, CeO2, Bi2O3, óxidos metálicos com catalisadores de metais 
preciosos, Pt/TiO2, Pd/CeO2, óxidos metálicos mistos ternários, CexZryOz, óxido 
de índio e estanho, espinélios, perovskitas, fluorapatitas e fosfatos de cálcio. [16,19–21].
A deposição de plasma e vapor químico são métodos para gerar nanopartículas 
em superfícies de substratos. A nucleação e o crescimento das partículas procedem 
de um estado altamente supersaturado formado por meio da decomposição térmica 
de precursores. Os precursores são tipicamente metais orgânicos ou sais metálicos.
Para fazer NPs bem dispersos na fase líquida, pode-se explorar a química, a 
viscosidade do líquido, bem como a adição de compostos tensoativos [14]. Os 
métodos à base de líquidos podem evitar a aglomeração através da funcionalização 
da superfície e da manipulação da carga superficial. A estratégia é explorar o 
equilíbrio entre atrativos de Van der Waals, repulsão eletrostática, ligações de 
hidrogênio, efeitos estéricos e interações hidrofóbicas para promover a dispersão 
de NP.
bolsa de micelas reversas ou gaiolas de zeólitas para crescimento de NP [26,27]. 
É difícil produzir grandes quantidades de NPs por estes métodos de confinamento 
e o isolamento das partículas é difícil.
A moagem mecânica de partículas agregadas é frequentemente praticada para 
produzir nanopartículas, mas o tamanho das partículas é tipicamente amplo e 
impurezas podem ser incorporadas pelo desgaste do agente de moagem [22].
A precipitação para purificar NP e a ressuspensão pode levar à agregação de 
NP. A centrifugação é um método comum para isolar NP, mas a desvantagem é 
que é um processo em lote e pode ter capacidade limitada. A filtragem é outra 
rota para separar NP para purificação, mas requer filtros com redes de nanofibras 
e é propensa a incrustações e entupimentos do
O eventual estado de agregação nos métodos de síntese em fase gasosa 
depende do perfil tempo-temperatura durante e após o crescimento das partículas 
[16]. Foi demonstrado para partículas de sílica que a taxa de resfriamento determina 
se as partículas primárias são fracamente aglomeradas ou sinterizadas [17]. Para 
chamas e plasmas de micro-ondas, altas taxas de resfriamento suprimem a 
sinterização, enquanto em reatores de parede quente, devido às taxas mais baixas 
de aquecimento e resfriamento, grandes agregados sinterizados são formados. A 
síntese de plasma resulta em partículas esféricas não agregadas, onde o tamanho 
pode ser ajustado pela pressão e concentração do precursor. Pressões operacionais 
mais baixas e concentração mais baixa podem minimizar a agregação, mas à custa 
do rendimento. As interações repulsivas de Coulomb mantêm as partículas 
carregadas separadas. Existem diferentes forças que podem atuar sobre NP em meio líquido, e 
determinar sua estabilidade, conforme mostrado na Tabela 1 [3,28]. Quando duas 
partículas colidem, elas se fixam ou se repelem. A principal força atrativa é Van der 
Waals (VDW). É proporcional ao tamanho da partícula, depende da lei de potência 
da distância entre partículas e se estende a distâncias mais longas. O VDW é 
inversamente proporcional ao quadrado da separação das partículas e pode ter 
mínimos extremamente profundos à medida que as partículas se aproximam. A 
base desta força atrativa são campos eletromagnéticos flutuantes (dipolos 
flutuantes) gerados através de efeitos de polarização. Isto depende do índice de 
refração e das propriedades ópticas (principalmente relaxamento UV) do meio 
interveniente e capturado pela constante de Hamaker (AH, valores típicos de 0,3–
10 × 10–20 J). No entanto, se as partículas ficarem muito próximas umas das 
outras e resultarem em sobreposição orbital, isso levará à repulsão (repulsão de 
Born). Todo o efeito pode ser representado por um potencial de Lennard-Jones.
A pirólise por spray de chama envolve a evaporação de cloretos metálicos em 
chamas para produzir óxidos, sendo exemplos a zircônia e a sílica. Reatores de 
parede quente e pirólise a laser são outros métodos de fase gasosa que são 
tipicamente praticados em escala laboratorial para produzir nanopartículas, exceto 
TiO2 dopado com Al, que é feito em larga escala em um reator de parede quente [18].
As forças repulsivas surgem da dupla camada elétrica (EDL) ao redor das 
partículas. O EDL surgeda superfície carregada e dos contra-íons ao seu redor. 
A carga também pode se desenvolver devido aos grupos OH da superfície (na 
desprotonação a carga é negativa, na protonação a carga é positiva). À medida 
que as partículas se aproximam, o EDL começa a se sobrepor e ocorre repulsão. 
Uma medida do potencial elétrico e sua carga pode ser estimada a partir do 
potencial zeta (ZP). ZP é a carga no plano de cisalhamento (plano Stern), e não a 
carga na superfície da partícula. EDL é dimensionado como quadrado de ZP e 
diminui exponencialmente com a distância da superfície da partícula. A queda é 
dada pelo parâmetro Debye-Huckel e seu inverso é uma medida da espessura da 
camada difusa que se move com a partícula. A camada difusa
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diâmetro e carga superficial.
S. Shrestha et al. / Avanços na ciência de colóides e interfaces 279 (2020) 102162
Figura 2. Curvas de potencial calculadas com base na teoria DLVO, mostrando dependência da partícula
(retirado da Referência [10]).
com o solvente, o aumento da temperatura pode promover movimento e
sistemas aquosos [31]. NPs com ZP variando de ÿ30 a ÿ40 mV (ou
off como o inverso do quadrado da distância interpartículas, enquanto
ÿVmax=kbT ÿ ¼ 1=ÿa ¼ 2kap exp:ðÞ
ser ~ 177 mV com concentração de contra-íon de 1 mM. Uma carga superficial tão alta é 
difícil de obter por adsorção de íons [10]. A agregação NP tende a seguir um padrão fractal 
[34]. Com fixação baixa
Interações estéricas, normalmente decorrentes de revestimentos poliméricos no
íons que fazem ÿ = 0, indicando que não há barreira de energia. CCC é inversamente 
dependente da carga (zÿ6 ) dos íons adicionados e é menor que a carga de
dn = dt = kan2
TiO2 é ÿ35 mV [30].
camada hidratando as superfícies de carga [32]. Partículas com superfície hidrofóbica 
sentirão uma força atrativa à medida que a água estruturada é liberada em água semelhante 
a volume. As forças hidrofóbicas entre superfícies são atrativas e existem
64,9 mV em solução com concentração de contra-íon de 0,6 mM (correspondendo a uma 
espessura de ~12,4 nm para a dupla camada elétrica), o
as forças não são muito eficazes para a dispersão de NP. A dispersibilidade das partículas é
Uma eficiência de fixação pode ser definida (ÿa) como a probabilidade de que
agregado, implicando que a suspensão de ~20 nm irá agregar,
potencial leva à repulsão. Por exemplo, o AH para Fe2O3 é 8,2 ×
incluem forças de hidratação, onde as camadas de H2O interagem; e hidrofóbico
Uma forma de agregação “reativa” foi observada para AgNP na presença de íons sulfeto. O 
AgS formado na superfície do AgNP atua como um
PEI. O PZC é influenciado pelo tamanho da partícula, uma vez que o número e a coordenação 
dos átomos da superfície variam com o tamanho, por exemplo, hematita de 12, 32 e 65 nm.
as forças repulsivas elétricas caem exponencialmente. Assim, à medida que as partículas 
se aproximam, a força repulsiva representa uma barreira. As alturas da energia
assim a dispersão.
ka ¼ ÿa ÿ ð2Þ
frequência, os agregados são mais compactos, enquanto que com maior frequência de 
fixação, agregados dendríticos são formados [40,41].
superfície são repulsivas, uma vez que os polímeros “empacotam” entre as partículas e
íons aumenta. Maior força iônica e maior valência de contra-íons diminuem a força repulsiva 
interpartículas [32]. Assim, CCC de C60
a taxa máxima de agregação caso contrário ÿa b 1), kb é o Boltzmann
A teoria DLVO prevê que a altura da barreira de energia e o
10-20 J, respectivamente, levando a uma atração cinco vezes mais forte para
O aumento na temperatura de uma suspensão de NP resulta em aumento
em distâncias curtas (1–2 nm) e mais longas (100 nm) [32]. Partículas hidrofóbicas se 
agregarão na água, minimizando assim a partícula
o valor de pico da curva potencial é 3kT. Em condições semelhantes, para um
uma colisão resulta na ligação de duas partículas. A relação de estabilidade ÿ é definida como
enquanto a suspensão de ~300 nm não. Para a suspensão de ~ 20 nm
ð3Þ
forças controladas por fatores entrópicos relacionados ao ordenamento da água. Osmótico
ponte entre o NP [44].
ð4Þ
partículas tinham PZCs de 7,8, 8,2 e 8,8 unidades de pH, respectivamente, sugerindo que 
em pH neutro, as partículas menores são menos carregadas e irão
10-18 J, e para E. coli 7,0 × 10-19 J, levando a um 12 vezes mais forte
valores positivos comparáveis) são considerados estáveis, e com mais
reduzir a entropia. No entanto, se as cadeias poliméricas puderem formar pontes entre as 
partículas, isso resultaria em uma força atrativa [32]. Hidrofílico
para ÿa = 1 ka = 4kbT = 3ÿ ðÞ
NP é 4,8 mM para Ca2+ e 120 mM para Na+, demonstrando que íons divalentes promoverão 
a agregação de NP [33].
3.1.1. Forças não-DLVO
ouro [35].
Movimento browniano e diminuição do cisalhamento da água, promovendo agregação
a profundidade do mínimo secundário aumentará com o tamanho da partícula [32]. A 
estabilização eletrostática do NP será diferente dependendo da polaridade do
A teoria DLVO combina força atrativa VDW e força repulsiva EDL
constante, T a temperatura e ÿ a viscosidade dinâmica. Estabilidade
forças também surgem devido a mudanças entrópicas, como em NPs com revestimentos 
poliméricos interagindo entre si por meio de cadeias interpenetrantes. Superfície NP
onde Vmax é a altura da barreira, k é o comprimento inverso de Debye e ap é
agregar mais [29]. A estrutura cristalina também pode influenciar ZP, por exemplo, para
Atração VDW para as partículas de Fe2O3 [34]. Outro exemplo é o ouro
onde n é a concentração numérica de partículas, ka é a concentração de segunda ordem
ZP negativo, os NPs ficam mais estabilizados [38,39].
3.2. Estabilização de fase líquida
As forças de hidratação se manifestam quando as separações de partículas são ~1
barreira determine se a energia de colisão pode excedê-la e promover a agregação. 
Normalmente, uma barreira é cineticamente estável se a energia da barreira exceder
Valores maiores de AH promovem agregação, enquanto aumento da superfície
Pode haver forças não-DLVO que influenciam a agregação [42]. Esses
a espessura diminui com o aumento da força iônica e diminui a força repulsiva. No ponto de 
carga zero (PZC), a superfície é neutra. O ponto isoelétrico (IEP) é onde ZP é zero e PZC 
pode ser diferente de
razão ÿ é.
[34]. Porém, para formar uma suspensão com partículas compatíveis
solvente, os fundamentos teóricos estão mais bem desenvolvidos para
para prever a força geral entre as partículas. Forças de Van der Waals caem
A taxa de agregação de partículas é descrita por.
Partícula de 300 nm, o valor de pico da curva de potencial é 35 kT. Se o
1/ÿa. A concentração crítica de coagulação (CCC) é a concentração de
para ser estável (pico de potencial de ~ 35 kT), o potencial de superfície terá
o raio da partícula [36,37].
interface [32].
anatase TiO2, o ZP é ÿ20 mV, enquanto para o polimorforutilo de
revestimentos com surfactantes, polímeros e polieletrólitos manifestam repulsão 
interpartículas por meio de efeitos estéricos, eletrônicos e eletrostáticos [31,43].
e poliestireno com constantes de Hamaker de 45,3 × 10ÿ20 e 9,8 ×
Muitas estratégias foram desenvolvidas para tornar suspensões NP estáveis, e 
discutimos isso na presente seção. Físico/mecânico
constante de taxa, ÿ é o coeficiente de transporte de massa e ÿa é a eficiência de fixação 
(ÿa = 1 se não houver barreira de energia e determina
valor de pico da curva de potencial é b10–20 kT, então a partícula irá
nm, e são repulsivos, devido à energia necessária para remover a água
Um exemplo mostrado na Figura 2 ajudará na compreensão das implicações da teoria 
DLVO [10]. Para uma partícula de 20 nm com carga superficial de
10kT [31].
ð1Þ
os polímeros favorecerão a repulsão, uma vez que é necessária energia para remover a 
água hidratada. Agregados fracos retidos por polímeros podem ser quebrados por cisalhamento.
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nm com fração sólida variável (vol%) das partículas. 4. Imagem TEM de NPs de Fe2O3 revestidas com sílica.
(retirado da Referência [2]).
Figura 3. Dependência da distância média da superfície entre partículas para tamanhos 20 e 300
5
(adaptado da Referência [10]).
menor energia superficial [53]. Revestimentos de alumina sobre TiO2 preparados por mistura
polímeros, como ácido policarboxílico, e polímeros catiônicos, como
com aumento da força iônica, de 4,5 para 16,5 mM de solução de NaCl. Os íons divalentes 
têm um efeito mais forte na agregação, em comparação com os íons monovalentes, como 
evidenciado com citrato e ácido ÿ-mercaptoundecanóico
~ 10 nm, então apenas forças repulsivas de superfície (dupla camada elétrica)
na literatura. Por exemplo, com AuNP coberto com citrato de 10 nm, um estável
mais de 20 mV pode causar agregação [10]. Alteração do pH e da força iônica
é um parâmetro importante para determinar a estabilidade. Como visto na Fig. 2, o
hidróxidos duplos em camadas carregadas (Mg, Al), o compósito gradualmente
permitindo uma abordagem mais próxima das partículas e melhorando a agregação.
3.2.2. Carga superficial
possuem unidades de ácido poli(acrílico) e poli(óxido de etileno) [58].
a superfície NP [50].
as partículas de 20 nm, as cargas precisarão ser reduzidas ainda mais (b5 vol%)
eu
3.2.3. Revestimentos de superfície
pH N 6, maximizando em torno de pH 8,5, indicando maior agregação em
síntese, em vez de modificações pós-síntese [10].
cobriu AuNP, com agregação seguindo Ca2+ = Mg2+ NN Na+ devido ao aumento da 
supressão da dupla camada elétrica [49]. O
não será suficiente para impedir a agregação das partículas. No entanto, em
pó de alumina com ácido metatitânico, seguido de calcinação resultou
atinge IEP, é precipitado e, com mais PSS, o compósito torna-se carregado negativamente e 
pode ser disperso. Adsorção adicional de
concentração de dispersão é 1016 NP/ml correspondente a 10 ÿM, com
pode influenciar a agregação em sistemas aquosos. O efeito do pH está intimamente
o potencial repulsivo máximo aparece a distâncias de vários nanômetros entre as superfícies 
(por exemplo, para partículas de 300 nm, é de aproximadamente 8–10 nm). Isto
em partículas diferentes pode causar agregação (Fig. 5b). Os revestimentos de polímeros 
iônicos manifestam seu efeito por meio de forças eletrostáticas e, com polímeros aniônicos, 
um método para manipular a força interpartículas é através da escolha.
onde F é a fração sólida e Dp é o diâmetro da partícula.
Com a titânia, os revestimentos de sílica, alumina e aluminossilicato levam a
As modificações de superfície influenciam a agregação de NP através de interações não-
DLVO, incluindo efeitos estéricos, hidrofóbicos, magnéticos e de hidratação.
Uma química mais complicada também é possível com revestimentos poliméricos.
3.2.1. Concentração de NP
para estabilizar a suspensão usando as forças DLVO.
Os revestimentos de superfície em NP podem incluir métodos covalentes, como sílica
pH próximo ao PZC [45]. O pH ótimo para dispersão aquosa de alumina, cobre (com 
surfactante SDBS) e grafite são 8, 9,5 e 2,
respectivamente [46,47]. Outro exemplo são os agregados de fulerol crescendo em
polietilenoimina [55–57]. Dispersão de água para partículas hidrofóbicas
vinculado ao PZC. Por exemplo, o óxido de ferro com um PZC em pH 9,1 apresenta uma
é possível calcular a distância superficial média hsusp entre as partículas em função do 
carregamento sólido NP usando a equação de Woodcock [10]:
distância média entre partículas de 100 nm e concentração de massa de um
A Fig. 3 mostra a distância da superfície em função do carregamento sólido para o
suspensões estáveis. Num exemplo, a titânia foi revestida com uma camada de 
aluminossilicato pela adição de ácido silícico e solução de aluminato. O invólucro de 
aluminossilicato tem alta carga negativa e estabiliza a titânia
de cátions (por exemplo, K+ vs Ba2+). Exemplos de dispersantes de polímero incluem
Os íons também podem ser adsorvidos na superfície NP, alterando o sinal e a magnitude
revestimento, bem como polímeros, revestimentos surfactantes que funcionam por meio de 
interações eletrostáticas [2]. Um exemplo mostrado na Fig. 4, onde um revestimento de sílica
Os revestimentos de polímero também são amplamente utilizados. No caso de polímero não iônico
tamanho conforme o pH muda para PZC [48].
hsusp ¼ Dp f 1=ð Þ 3ÿF þ 5=6 g
pode ser alcançado com polímeros com propriedades hidrofílicas e hidrofóbicas
10 vol%, a distância interpartículas excede significativamente 10 nm, e a dispersão estável 
usando a interação do tipo DLVO é possível. Para compensar dispersões com cargas mais 
altas (N40 vol%), repulsivo estérico adicional
em melhor dispersão, e foi proposto que a alumina com seu menor
engrossamento de NPs de ZnO (b10 nm) sintetizados a partir do acetato, brometo
h
alguns mg/ml [1].
mais eficaz se modificações in situ da superfície forem realizadas durante
suspensão entre pH 3 a 7. A dopagem com alumínio diminui a agregação de cristais de TiO2 
após calcinação, e proposta para resultar de
dispersantes de polímeros não iônicos, como poli (vinilpirrolidona), aniônicos
do potencial zeta. Por exemplo, TiO2 de 50–60 nm aumentou para o tamanho de mícron
Partículas de 300 e 20 nm [10]. Se a concentração da dispersão de 300 nm exceder 40 vol%, 
a distância média da superfície entre NP é
Ao adsorver poli(estirenosulfonato) (PSS) aniônico positivamente
A concentração de partículas determina a distância entre partículas, e
Um limite superior prático para dispersão estável de metal também é mencionado
A manipulação do potencial de superfície influencia a agregação, valores mais baixos
revestimentos, os efeitos estéricos podem manter as partículas separadas (Fig. 5a), mas o 
peso molecular do polímero é relevante, uma vez que o emaranhado das cadeiaspoliméricas
O aumento da força iônica diminui a dupla camada elétrica,
no Fe2O3 NP hidrofílico introduzido pela hidrólise de TEOS com amônia resultou em 
partículas que podem ser dispersas em água ou etanol [2,51,52].
ð5Þ
forças, como aquelas possíveis com modificação de superfície, são necessárias. Para
A constante de Hamaker diminuiu a força atrativa VDW [54].
grupos, por exemplo, dispersões aquosas de BaTiO3 podem ser feitas com polímeros que
e os sais de perclorato seguiram a ordem Brÿ b COOCH3 – b ClO4 ÿ, indicando que a taxa 
de agregação é dependente da adsorção de ânions em
ligeiro aumento no tamanho de pH 2 a 6, seguido por um rápido aumento em
0:5
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6
(adaptado da Referência [42]).
Fig. 5. (a) Duas partículas evitando contato devido a cadeias poliméricas ligadas à superfície (b) Ligação de cadeias poliméricas levando à agregação.
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DMSA, acetonitrila) [89].
desses NPs e redispersão em outros solventes orgânicos [80]. Semelhante
Os solventes incluem álcoois, aminas, hidrocarbonetos, cetonas e típicos
na amostra PSS-LDH [59]. Estratégias semelhantes também funcionaram com
que são dispersíveis em etanol, mesmo após secagem [84]. Surfactantes
essas partículas variaram de 4 a 8 nm dependendo da temperatura
Usando a titânia como exemplo, a diversidade de rotas sintéticas para o produto é 
ilustrada. Reação de TiX4 e Ti(OR)4 com trioctilfosfina como
deciltrimetoxissilano em titânia torna as partículas hidrofóbicas estáveis
ponto de vista, a propensão à agregação induzida pelo sal reduziu
incluindo poli (ácido aspártico) durante a reação de acetato de zinco e hidróxido de 
sódio [62]. TiO2 derivado de ácido húmico e fulereno NP
o conceito de coordenação de superfície, com surfactantes, solvente de coordenação
a polimerização por abertura de anel de ÿ-caprolactona poderia ser transferida para
Bipirâmides Wulff, que posteriormente fraturaram em NPs de TiO2 [83].
devido à superfície estar carregada positivamente (pH baixo) [77]. Fazer
grupos aminopropiltrimetoxissilano) fornecem redispersão de TiO2 em diferentes 
solventes [69–71].
NPs individuais em PMMA e poliuretanos [85,86]. Oleilamina
as temperaturas de síntese variam de 50 a 250 °C. Os solventes orgânicos
nanotubos de haloisita usando polieltrólitos de sulfato de protamina [60] e
como o ácido oleico são necessários para interromper a agregação de NP.
[76]. TiCl4 em álcool benzílico-etanol formou TiO2 NP em temperaturas de
estratégia foi bem sucedida na síntese de sílica-titânia e óxido de estanho
surfactante a 300 °C formou 10 nm (tamanho dependente do haleto,
em tolueno [65].
Aquecimento de soluções diluídas de TiCl4 e éter diisopropílico em CH2Cl2 a
[72,73]. Principalmente óxidos metálicos, mas sulfetos metálicos e nitretos metálicos
Com háfnia e zircônia, a protonação do grupo carboxilato em
ou grupos de superfície (por exemplo, cloreto, exceto hidróxidos).
são estáveis devido a interações estéricas repulsivas, enquanto a maior matéria 
orgânica natural (NOM) promoveu agregação por ponte [33,63,64].
fase aquosa, com comprimentos crescentes de blocos de PEG promovendo melhor
Solventes como o t-butanol ajudam na dispersibilidade ligando-se ao
3.2.4. Sistemas não aquosos
poli(cloreto de dialildimetil amônio) catiônico (PDADMAC) no
ligado a carboxilatos de superfície em zircônia e háfnia auxiliou na dispersão dos NPs 
em solventes apolares [87]. Alta concentração de
NPs feitos em solventes orgânicos, estabilizadores polares dispersíveis em água (como
NPs de magnetita preparadas em hexano usando ácido oleico como surfactante
NPs de zircônia funcionalizados com grupos vinílicos polimerizáveis de superfície
O revestimento de NP com tipos específicos de ligantes determina sua estabilidade 
em solventes, por exemplo, revestimento com ácido cítrico e cetitrimetilamônio
80°C [77]. Dentro de uma hora, o tamanho da partícula era de 2,3 nm e aumentou
temperaturas de 80-150 °C levaram à fase anatase não agregada pura,
foram sintetizados [74]. Fontes típicas do metal são de
a superfície seguida pela ligação de um aminoácido carregado positivamente estabiliza 
a dispersão eletrostaticamente e torna possível a transferência
X) partículas [75]. Estas partículas não possuem grupos hidroxila na superfície.
com o PSS-LDH (NaCl 1000 mM) em comparação com o LDH (50 mM
Nas últimas duas décadas, houve uma considerável pesquisa em
PSS-LDH pode tornar a carga composta positiva novamente, com a razão hidrodinâmica 
aumentando de 167 para 216 e finalmente 352 nm para
óxido de estanho dopado com antimônio decorado com oleilamina poderia ser disperso 
em THF e CHCl3, mas dispersões semelhantes não poderiam ser feitas
(78) . Nanopartículas de titânia tampadas com C-undocecilcalix[4]-resorcinareno
após tratamento com polietilenoglicol metil éter-poli
nanofolhas de titânia usando PSS e forneceram proteção contra agregação induzida 
por sal [61].
NPs [81,82].
desempenham um papel ativo na síntese, muitas vezes atuando como fonte de oxigênio
a 8 nm após 8 h, com cristalinidade elevada por volta de 6 h. Estas partículas 
agregaram-se num solvente hidrofóbico, mas dispersaram-se bem em água.
o brometo leva à estabilidade na água, enquanto os ligantes à base de tiol conferem 
estabilidade em meios orgânicos [66–68]. Ajuste adequado da proporção de superfície 
hidrofóbica (usando deciltrimetoxissilano) e hidrofílica (usando 3-
de apolares (CHCl3, tolueno) a solventes polares (álcoois, acetona,
com grupos de superfície cloreto e isopropóxido, que auxiliam na estabilização
transferência [90].
NaCl) devido a interações estéricas repulsivas entre as cadeias poliméricas
halogenetos metálicos, alcóxidos metálicos, acetatos metálicos e acetonatos metálicos.
partículas cristalinas de anatase a temperaturas de 40 ° C [76]. O tamanho de
Organossilanos são frequentemente usados para derivatização covalente de grupos 
hidroxila de superfície para tornar NP estável em solventes orgânicos, por exemplo, hidrolisados.
superfície do NP, como exemplificado para partículas de NiO de tamanhos de 2,5 a 5 nm,
foram sintetizados, poderiam ser isolados e redispersos em outros solventes [79].
LDH, PSS-LDH e PDADMAC-PSS-LDH, respectivamente. De uma forma prática
o uso de solventes não aquosos como meio para síntese de NP
com ácido oleico [88].
NPs de ZnO para filtros solares (50 nm) foram obtidos em estado disperso
As rotas não clássicas são mais prováveis para a formação de NP em solventes 
orgânicos. A reação de butóxido de titânio e ácido oleico a 250 ° C levou a um estado 
intermediário de nanobastões de titânia, formados pela fixação de truncados
(paralelo ao papel da água). M-OH e M-OR são espécies intermediárias, antes da 
formação das ligações MOM. Várias estratégias são relatadas para fazer dispersões 
estáveis de NPs em solventes orgânicos, usando
(ÿ-caprolactona) copolímero em bloco anfifílico, e após subsequente
(3-metacriloxipropiltrimetoxissilano) facilitoua incorporação como
A reação entre TiCl4 e álcool benzílico produziu
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6. Imagens SEM de NPs de sílica com tamanho nominal de 85 nm após secagem por pulverização a baixa pressão (40 Torr) a (a) 200 °C, (b) 400 °C, (c) 800 °C (d) 
1000°C. (retirado da Referência [98]).
A aglomeração começa assim que o líquido evapora devido ao aumento da 
concentração das partículas. O aumento na concentração de íons dissolvidos durante 
a evaporação do líquido pode minimizar a força repulsiva eletrostática, promovendo 
a aglomeração, mesmo antes do início das forças capilares.
4. Agregação após secagem
O tratamento térmico de NPs promove a sinterização devido ao estresse entre os 
NPs que promove o transporte de massa [10]. A presença de sais pode alterar a 
interação eletrostática entre as partículas durante a secagem. A secagem de NPs de 
SiO2 de uma solução salina levou a tensões residuais de pontes salinas que 
influenciaram o empacotamento das partículas secas [92]. As interações eletrostáticas 
entre os NPs podem ser minimizadas por aditivos estéricos de cadeia curta, em vez 
de sais, bem como trabalhando próximo à faixa de pH do IEP [92].
Polióis (por exemplo, etilenoglicol, dietilenoglicol, trietilenoglicol, tetraetilenoglicol) 
podem reduzir sais metálicos a partículas metálicas, agir como solventes de alto 
ponto de ebulição para facilitar a redução e também fornecer um revestimento 
superficial para evitar agregação. NPs de magnetita sintetizados em polióis líquidos 
são facilmente dispersos em água devido ao revestimento superficial do poliol [91].
A física por trás da secagem é bastante complexa, pois a secagem leva a muitos 
estresses. Líquidos transportados de partes internas para externas de partículas 
porosas podem causar compressão de uma rede sólida 2D à medida que ocorre a 
secagem [92]. A tensão compressiva devido à evaporação do líquido nos poros 
capilares está relacionada à pressão capilar dada por P = 2 ÿ cos(ÿ)/ r, onde ÿ é a 
tensão superficial, r está relacionado ao tamanho do menisco e ÿ é o ângulo de 
contato entre o solvente e a superfície sólida [93]. As forças capilares podem superar 
as forças repulsivas e unir as partículas. A tensão de tração induzida por capilaridade 
durante a secagem leva à quebra de filmes de ÿ-Al2O3. As tensões de tração 
induzidas por capilaridade dependem irreversivelmente do tamanho das partículas. 
As tensões capilares também podem ser suficientes para quebrar clusters fortemente 
agregados [94,95].
A secagem de uma suspensão de zircônia nanocristalina estabilizada com ítria 
(partículas primárias de 7 a 8 nm, mas agregadas em 10 a 50 nm) forneceu 
informações sobre a evolução da estrutura do aglomerado [96].
Estas forças capilares são minimizadas se as superfícies das partículas forem 
hidrofóbicas. Com a secagem completa, a aglomeração se instala e é difícil de parar 
ou reverter.
4.2. Tipos de secagem
4.1. Física da secagem: forças capilares
Sob condições próximas ao IEP, os aglomerados tendem a ser semelhantes a folhas 
(limitadas por difusão), enquanto longe do IEP, estruturas arredondadas se formam a 
partir de estruturas semelhantes a cadeias (limitadas por fixação). Mais perto do 
IEP, as partículas primárias são pegajosas, enquanto longe do IEP, a carga das 
partículas pode mantê-las separadas. Nos estágios finais da secagem, as forças 
compressivas (podem chegar a ~400 MPa para raios de poros de 5 nm e tensão 
superficial de 1 J/cm2 ) unem as partículas, enquanto as forças de tração podem 
levar a rachaduras no pó. As forças capilares que promovem a agregação durante a 
secagem das NPs são devidas à presença de líquido entre as partículas.
As condições específicas durante o processo de secagem podem levar a 
diferentes tamanhos de agregados. Com colóides de sílica, a secagem em forno 
levou a agregados robustos e fortemente interpenetrados de ~ 100 ÿm. A secagem 
por pulverização leva a aglomerados mais frágeis com menos interpenetração e 
tamanho de partícula menor de ~20 ÿm. A taxa de secagem também influencia a 
morfologia final, com a secagem lenta (secagem em forno) levando a estruturas 
compactas, enquanto a secagem rápida (secagem por spray) levando a estruturas fractais mais abertas [97].
Em muitas aplicações, pode ser necessário isolar as partículas para posterior 
desenvolvimento. É geralmente verdade que uma vez isoladas as partículas do 
solvente, é difícil redispersá-las. A secagem leva à agregação devido a uma série de 
fatores [54]. O processamento coloidal é amplamente praticado para fabricação de 
cerâmica e envolve a secagem de filmes contendo NP [92]. Efeitos físicos e químicos 
estão envolvidos no processo de secagem.
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Emulsões 
de seleção
Estabilização de espuma TiO2 NP adsorvido na interface ar-água estabilizou 
espumas com dodecil sulfato de sódio e brometo de cetiltrimetil 
amônio. Esses surfactantes geram o TiO2 hidrofóbico 
por adsorção superficial
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Referência
Dopagem
[126]
Energia externa Dois métodos de dispersão mecânica,
[53]
O TiO2 NP revestido com ácido 2,3-dimercaptosuccínico 
possibilitou a dispersão em água em pH 6–10, decorrente 
da repulsão do NP com carga negativa. O álcool 4-terc-
butílico adsorvido em TiO2 NP durante a síntese possibilitou 
dispersões em dimetilformamida TiO2 NP (6 ÿm ) 
ajudou a estabilizar água 
em emulsões de óleo (pH 3) com ciclohexano e n-
hexano na presença de sais ou moléculas de acoplamento 
hidrofóbicas, por exemplo, alquil fosfatos
Estabilização
(aquoso)
Método
Peptização
Modificação de 
superfície (orgânica)
8
Mecanismo de estabilização
[164]Síntese de TiO2 NP controlando o pH durante a hidrólise do 
isopropóxido de titânio para pH ~ 2. O pH baixo leva à 
protonação da superfície e à repulsão de partículas. A 
dopagem 
com Al3+ de TiO2 (em massa e na superfície) retarda 
a coalescência de TiO2 durante a calcinação, reduzindo a 
energia.
[57]
[166]
Tabela 2 
Estratégias relatadas para redispersibilidade de NPs, exemplificadas por NP de titânia. 
(adaptado da Referência [54]).
A polietilenoimina adsorvida em TiO2 NP confere uma carga 
positiva levando a suspensões bem dispersas.
[165]
[167]
[111]
Dispersantes poliméricos
ultrassonicação e moagem mostraram que a 
sonicação poderia gerar as partículas primárias, mesmo para 
dispersões concentradas.
Modificação de superfície
5. Estratégias de redispersão
A secagem por pulverização envolve a atomização da suspensão de NP em um meio de 
secagem quente, e a morfologia das partículas secas depende do tamanho do NP, do 
tamanho da gota, da viscosidade, da temperatura, da pressão e da vazão do gás [98,99]. A 
secagem por pulverização a baixa pressão de colóides de sílica estabilizados com Na + em 
váriasfaixas de tamanho de 20 a 30 nm, 40 a 60 nm e 70 a 100 nm foi relatada [98]. A Figura 
6 mostra os tamanhos das partículas em função da temperatura de secagem. Para tamanhos 
de partículas na faixa de 70 a 100 nm, observou-se principalmente NP disperso isolado, com 
alguns agregados após secagem a 200 °C (pressão de 40 Torr), enquanto que com o aumento 
da temperatura de secagem, o número e tamanho de os agregados aumentaram. Para as 
partículas de 20–40 nm, agregados são formados e correlacionados com o maior potencial 
de superfície das partículas menores.
O NIST fornece 26 protocolos para preparação de dispersão de nanopartículas, medição 
de tamanho, testes de nanotoxicologia, preparação de amostras para microscopia eletrônica 
e análise elementar com foco em NPs de TiO2, CNT, prata e ouro [107].A Tabela 2 fornece 
exemplos de diferentes estratégias adotadas. para dispersar NP, todos exemplificados com 
NPs de titânia [54].
carga superficial de TiO2 e SnO2 para carga positiva e negativa no mesmo pH, redes de 
partículas de heterojunção TiO2-SnO2 poderiam ser formadas após recozimento a vácuo, 
com separação de carga foto-acionada aprimorada [106].
No caso de NPs com grupos hidroxila de superfície, como a sílica, a condensação reativa 
de grupos OH de superfície entre partículas vizinhas pode levar a agregados ligados 
covalentemente. As partículas resultantes ficam desorientadas na superfície e é difícil 
estabelecer camadas elétricas duplas ao redor dos NPs. A aplicação de energia externa, 
como moagem de bolas e sonicação, pode quebrar esses agregados, mas muitas vezes é 
temporária e ocorre reagregação. Mesmo técnicas de secagem suaves, como liofilização, 
secagem com fluido supercrítico e distribuição azeotrópica, normalmente não produzem 
partículas redispersíveis com NPs com grupos hidroxila de superfície [54].
As propriedades importantes do solvente que influenciam a agregação de NP são a sua 
capacidade de coordenação (complexação superficial), viscosidade (viscosidade mais baixa 
promove maior difusão) e constante dielétrica (valores mais baixos diminuirão as interações 
repulsivas). A influência do solvente na estabilidade do NP foi estudada para três NPs: anatase 
(26,9 ± 4,9 nm de comprimento, 16,9 ± 3,5 nm de largura), goetita (ÿ-FeOOH, 100 ± 39 nm de 
comprimento, 11,5 ± 4,1 nm de largura) e ferriidrita (Fe5HO8 · 4H2O , 6,4±1,3nm
A estrutura dos agregados formados pela secagem por pulverização de SiO2 NP 
(tamanho de partícula primária de 200 nm) foi independente da funcionalidade terminal dos 
grupos de superfície (epóxi, CH3, NH2 ou OH), embora as propriedades mecânicas do seco 
a amostra diferiu do ligante ligado à superfície (100). O tamanho do agregado, bem como a 
sua estrutura interna determinam as propriedades micromecânicas. Por exemplo, com grupos 
terminais epóxi, são formadas pontes entre partículas em comparação com a ligação direta 
entre as partículas com as outras funcionalidades, levando a agregados com maior 
comportamento de deformação plástica.
Uma nova abordagem para obter heteroagregados controlados após a secagem é ajustar 
a carga superficial de dois NP diferentes para cargas opostas que promovem a atração [6]. 
Usando ácido fórmico para ajustar o
A liofilização (liofilização) também é outro método para secar partículas e é comum na 
indústria de biotecnologia para DNA, proteínas e peptídeos. O ciclo de liofilização normalmente 
tem três etapas: congelamento (~ -40 °C), secagem primária por sublimação do gelo sob 
vácuo e secagem secundária para remover água descongelada (25-50 °C). Durante a etapa 
de congelamento, pode ocorrer agregação devido ao aumento da concentração dos NPs, 
bem como o aumento da força iônica no crio-líquido pode alterar o potencial zeta e promover 
a agregação. Os NPs lábeis também precisam ser protegidos contra as tensões mecânicas 
desenvolvidas durante as etapas de congelamento e dessecação. Crioprotetores, geralmente 
açúcares, são frequentemente usados, estes formam um estado vítreo com 15–30% de água 
e extensas ligações H após o congelamento. NPs estão dispersos nesses pools amorfos e 
são protegidos. Os sólidos isolados da liofilização podem ser armazenados por longos 
períodos, sem agregação e pronta redispersão em água.
A principal aplicação da liofilização é para produtos biológicos e foi bem documentada [101–
103]. Discutimos aqui alguns exemplos de sistemas NP inorgânicos que foram estudados 
com liofilização. A liofilização de partículas de PEG-Fe3O4 de 18 nm (núcleo de magnetita - 
9 nm, bainha de polímero - 9 nm) produziu suspensões NP redispersíveis estáveis por 20 
meses [104], com o galol de poli(etilenoglicol) fornecendo proteção contra agregação 
irreversível durante a etapa de secagem. Partículas de sílica foram modificadas pela reação 
de grupos silanol de superfície com N-(2-aminoetil)-3-aminopropiltrimetoxissilano, gerando 
assim grupos amino catiônicos presos à superfície [105]. Após a liofilização, ocorreu agregação 
significativa e poderia ser completamente evitada se um crioprotetor como trealose ou glicerol 
fosse incluído durante a etapa de liofilização. Os açúcares, por ligação de H com grupos 
silanol superficiais, inibiram a agregação permanente de partículas.
Pressões mais baixas de 20 Torr, 200 °C, 0,4% em peso e taxas de fluxo de gás de 2 l/min 
produziram partículas isoladas de 85 nm para as partículas de 70-100 nm, enquanto que à 
pressão atmosférica, apenas agregados foram observados [98].
5.1. Meio dispersante
4.3. Efeitos de modificação de superfície na secagem
Foi proposto que em baixas pressões, a pressão osmótica é maior que a pressão de Laplace, 
levando à fragmentação em gotas menores. Notou-se que para estes NP de SiO2, pH mais 
elevado favoreceu a dispersão, com resultados ótimos em pH 8,52, refletindo o aumento da 
ZP, e maiores forças elétricas repulsivas. No pH de 11,27, embora o ZP tenha aumentado, 
foram observados aglomerados, uma vez que as partículas se dissolvem em pH elevado, e 
o silicato oligomérico pode atuar como ligantes de ponte entre as partículas.
Diferentes solventes influenciam a agregação de NPs de maneira profunda.
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Figura 7. Estabilidade de NPs de Fe2O3 ressuspensas em diferentes meios aquosos. (a) Perda de absorbância devido à sedimentação de partículas, mais pronunciada na água (b) Gráficos de potencial Zeta 
novamente demonstrando instabilidade na água (c) NPs de TiO2, Fe2O3 e CeO2 exibem padrões de sedimentação semelhantes 
em TMAOH. (retirado da Referência [1].)
S. Shrestha et al. / Avanços na ciência de colóides e interfaces 279 (2020) 102162 9
partículas de hematita floculadas a úmido foram redispersas no tamanho primário 
por sonicação (114). Mesmo o armazenamento a longo prazo da suspensão de 
NP leva à agregação, por exemplo, hematita de 85 nm sintetizada em laboratório 
e armazenada por um mês seguida de dispersão em água, resultandoem 
partículas de 110 nm e agregados irreversíveis de 130-160 nm. Foi previsto que 
o óxido metálico NP com faixa de tamanho de 1 nm -10 ÿm se agregará mesmo 
quando armazenado como pó seco [114].
A análise do protocolo de secagem da sílica precipitada mostrou efeitos 
adversos na sua redispersão por ultrassom. O SiO2 precipitado com tamanho 
primário de 12,6 nm formou aglomerados de 300 nm, que foram compactados 
em agregados duros de 7 ÿm e agregados moles de 116 ÿm, antes da secagem.
Forças físicas como ultrassom e moagem de bolas reduzirão a aglomeração 
[109,110]. A radiação ultrassônica gera cavitantes em colapso, que promovem 
colisões entre partículas, sendo a amplitude de ultrassônica um importante 
parâmetro experimental para determinar a estabilidade da suspensão [111,112], 
e foi demonstrada com TiO2 em água [110]. Surfactantes são frequentemente 
adicionados para interromper a reagregação uma vez que a perturbação 
energética é removida [54].
O revestimento das nanopartículas de sílica com polieletrólitos catiônicos 
também promoveu fortes forças repulsivas, que anularam os efeitos das forças 
capilares durante a secagem [124]. A carga superficial em SiO2 NP áspero e liso 
(137 nm) pode ser alterada de negativa para positiva por derivatização
O sucesso da ressuspensão de NPs comerciais depende do tipo de NP, por 
exemplo, metal versus óxido metálico, e do meio solvente em que a dispersão 
está ocorrendo [1]. Por exemplo, com NPs de Au, Co, Fe2O3, TiO2 e CeO2 , os 
metais eram instáveis em todos os meios, enquanto os óxidos eram mais estáveis 
em hidróxido de tetrametilamônio (TMAOH) em comparação com água ou tampão 
PBS. Isso é exemplificado na Figura 7ab , que mostra a estabilidade e tamanho 
de partícula de Fe2O3 em meio aquoso com tampões (PBS) e TMAOH, enquanto 
a Figura 7c mostra a estabilidade de três óxidos diferentes (TiO2, Fe2O3 e CeO2) 
em TMAOH. [1].
Amostras secas comerciais de NP são frequentemente agregados (3 ÿm) e 
partículas comerciais de TiO2 (agregados de 500 nm) não podem ser quebradas 
nas partículas primárias (normalmente 100 nm) por sonicação, dispersantes, 
solventes orgânicos ou manipulação de pH [114] . Isto não é surpreendente, 
considerando a discussão acima relacionada à agregação de NP com secagem. Fresco
5.2. Forças mecânicas
comprimento, 4,9 ± 1,0 nm de largura) em quatro solventes puros, água, álcool 
isopropílico, ácido acético e THF [108]. As partículas foram todas sintetizadas em 
água e transferidas para os demais solventes por diálise. As técnicas de 
caracterização incluíram crio-TEM e espalhamento dinâmico de luz para medir a 
agregação. As suspensões em água formaram os agregados menores e menos 
compactos, enquanto o THF formou os agregados maiores e mais compactos. 
A singularidade da água na estabilização dos menores NPs decorre de sua alta 
constante dielétrica, capacidade de coordenação e de ligação de H.
5.3. Manipulando forças capilares
A manipulação das forças capilares durante a secagem levou a NP organizada 
nas superfícies. À medida que o líquido entre as partículas evapora, as partículas 
são unidas por forças capilares e especialmente fortes para partículas hidrofílicas 
grandes (500 nm) [116–118]. A atração entre partículas por meio de forças 
capilares aumenta se o ângulo de contato entre a partícula e o líquido circundante 
diminui [119]. Como a magnitude das forças capilares depende diretamente da 
tensão superficial, a mudança do solvente de água para etanol resulta em uma 
redução de três vezes nas forças capilares [120,121]. Além disso, ao substituir a 
água por isopropanol, um líquido com menor tensão superficial diminui as forças 
capilares [119]. A Fig. 8 mostra que grandes áreas de partículas de sílica de 500 
nm não agregadas e bem ordenadas foram obtidas após secagem em vidro 
revestido com um policatião. Este processo poderia ser ainda melhorado pela 
inclusão de pequenas partículas (30 nm), que se posicionavam entre as maiores 
e proporcionavam repulsão estérica, e/ou deposição de uma camada de 
macromoléculas (policátions) no topo do depósito de sílica, com boa dispersão 
evidente mesmo após secagem a 450 °C por 3 h [116]. O cloreto de polialilamina 
protonado, um policátion adsorvido na superfície das partículas de sílica, 
aumentou o ângulo de contato e diminuiu as forças capilares, levando a partículas 
não agregadas [116]. Efeitos semelhantes também foram observados em 
suspensões, partículas de sílica de 600 nm estabilizadas com ZrO2 NP de 6 nm 
[122] e partículas de magnetita de 8 nm estabilizadas com partículas de magnetita 
de 1,45 ÿm [123].
Se as amostras não foram secas, a sonicação pode quebrar a sílica em agregados 
duros de ~3,5 ÿm. Se as amostras forem secas a 150 °C, os agregados moles 
não se decompõem completamente após a sonicação, levando a agregados de 
~11 ÿm, indicando o endurecimento dos agregados moles [113].
As NPs compostas de SiO2 / TiO2 preparadas foram moídas até quase seu 
tamanho de partícula primário, quebrando a estrutura com pescoço em N-
metilpirrolidona com ligante modificador de superfície feniltrimetoxissilano [115]. 
Este grupo também relatou que misturas de polietilenoimina e ácidos graxos 
podem estabilizar TiO2 NP em tolueno [115].
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10
9. Diferentes tipos de grupos de superfície em TiO2 puro e TiO2 modificado com ácido e amina. 
(retirado da Referência [127].)
8. As barras superiores em cada figura são uma representação esquemática e as figuras são imagens SEM de depósitos de sílica de 500 nm em substratos de vidro previamente cobertos por PAH. A etapa de 
deposição de colóide de 500 nm foi seguida pela adesão de colóides de 30 nm nas condições d, e e f. Em alguns casos, os colóides aderentes foram cobertos por uma camada adicional de PAH (b e e) ou albumina 
(c e f) antes da secagem. A barra de escala é de 
1 ÿm. (retirado da Referência [116]).
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Com partículas de SiO2, a condensação do grupo silanol entre as partículas 
leva à agregação [105]. A derivatização destes grupos silanol com grupos amino 
(reação com aminoalquilsilanos), dando-lhes uma carga positiva, torna-os mais 
passíveis de dispersão.
de grupos –OH com (6-aminohexil) aminopropiltrimetoxissilano, e essas partículas 
são empacotadas em um arranjo ordenado e não fechado em uma superfície de 
ouro funcionalizada. A agregação de forças capilares pode ser diminuída para 
partículas com superfícies rugosas por meio de fricção, bem como ligação covalente 
com o substrato. Partículas ásperas ficam mais fortemente ligadas à superfície 
devido a forças de atrito adicionais, o que diminui a mobilidade lateral [13].
Modificações superficiais dos NPs durante a síntese (antes do isolamento das 
partículas) também podem levar a partículas dispersas [54]. O TiO2, revestido com 
dopaminaou catecol, é estável em água e solventes orgânicos, respectivamente 
[126]. O TiO2, revestido com grupos butoxi durante a síntese, pode ser seco e, 
após dispersão em água, leva a uma suspensão estável, uma vez que as ligações 
butoxi são hidrolisadas. A modificação covalente da superfície com organossilanos 
é uma prática comum com partículas com superfície OH
nm) preparados por hidrólise de TiOCl2 com água/etanol foram isolados como uma 
torta úmida por centrifugação. Todos os procedimentos de derivatização foram 
realizados no material úmido. As partículas lavadas com acetato de etila e ácido 
propiônico foram dispersáveis em água até 5% em peso. O tratamento com ácido 
propiônico e aminas C3, C6 e C10 levou a partículas que eram dispersíveis em 
água e 2-propanol ( amina C3), CHCl3 e tolueno (amina C6, C10 ). Essas amostras 
de TiO2 modificadas com amina poderiam ser incorporadas em filmes poliméricos 
com grupos polares (poli(bisfenol-A e epicloridrina e um copolímero de estireno e 
anidrido maleico) para fazer filmes transparentes, mas polímeros não polares 
(poliestireno) não formaram filmes transparentes [ 127] .
grupos.
5.4. Manipulando características de superfície
NP de TiO2 bem disperso distribuído em matrizes poliméricas sem agregação 
foi realizado usando diferentes modificações de superfície após a síntese e é 
mostrado esquematicamente na Fig . O TiO2 NP (2–6
A moagem de carbonato de cálcio na presença de sal de sódio de poli (ácido 
acrílico) levou a dispersões aquosas estáveis de partículas de 10 a 100 nm, com a 
carga negativa do acrilato adsorvido na superfície proporcionando repulsão entre as 
partículas [125].
Existem outras estratégias para produzir partículas redispersíveis após a 
secagem. Ácidos fortes protonate superfícies de óxido, resultando em eletrostática
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(retirado da Referência [133].)
auxiliar de fluxo, foto à direita com sílica.
10. (a) Uso de nanosílica adsorvida na superfície para reduzir as forças atrativas de van der Waals, (b, c) Imagens SEM de cristais de NaCl sem (b) e com sílica (d) Demonstração do uso de sílica como
11
uma configuração core-shell, com o shell protegendo a agregação NP. Exemplos são Pt 
e Ag NP em sílica mesoporosa, esta última pode ser aquecida
[130]. Após a secagem, foram obtidas grandes esferas ocas de tamanho micrométrico.
[132.133]. Na aplicação prática, como em tintas, a vantagem é
sol géis de sílica, alumina, titânia e zircônia seguidos de tratamento térmico
compostos clorados, bem como imobilizar metais pesados. No entanto,
superfície das partículas de sílica, mantendo-as separadas. Após redispersão
movimento de partículas [36].
Co-eletrofiação de NPs de poliuretano e ZnO (24–71 nm)
Há uma longa história de uso humano de NPs, embora a nanoescala
ligações de oxonação [128]. Por exemplo, TiO2 (preparado a partir de TiCl4, tamanhos 
de partículas de 5, 8 e 4 nm) tratado com 2 M HClO4, HNO3 foram dispersáveis após 
secagem a 150 °C, com o ácido restante nos sóis secos.
partículas primárias foram recuperadas. É relatado que 40% em peso de SiO2 NP
ajuda de NPs, que podem ser embebidos na roupa, por exemplo, ZnO, ou diretamente
tanto a luz UVA quanto a UVB, porém o transporte de ar e vapor de umidade diminuiu 
[139].
tecnologia, diversos NPs na indústria automotiva para pneus, enchimentos no
sendo o melhor agente peptizante. Se o ácido for neutralizado, as partículas agregam-se 
em tamanhos muito maiores durante a secagem [129].
tereftalato em CF3COOH pode ser seco sob vácuo e permanecer
[4]. Sílica NP incorporada em filamentos de polipropileno melhora
esses experimentos são feitos sob alta temperatura, os NP tendem a sinterizar, 
minimizando a atividade [6]. Para aliviar este problema, NP pode ser feito em
revesti-lo com D-manitol em água/etanol, seguido de secagem por pulverização
sensibilização por corantes para produzir células solares e TiO2 e ZnO em cosméticos
22% (observe que o oxigênio no ar é 21%) [137]. Tecidos de algodão impregnados com
a 500 °C sem engrossamento [140,141]. Para remediação ambiental, são utilizadas 
partículas de ferro zerovalentes, uma vez que essas NPs podem se decompor
O manitol, devido aos seus grupos hidroxila, forma ligações H com o
tomada de viscosidade crescente para minimizar a agregação de NP, minimizando
o tratamento proporcionou estabilidade térmica e ao fogo aos têxteis [133,138].
6. Agregação de aplicativos relevantes
repulsão entre partículas, bem como resultando na quebra de
das partículas de tamanho micrométrico na água, o manitol se dissolve e o
Têxteis antibióticos, antiestáticos e tolerantes à luz podem ser fabricados com o
resultou em fibras com NPs de ZnO isolados com transmissão reduzida para
propriedades não foram reconhecidas. Durante tempos mais recentes, os exemplos 
incluem o uso de NPs de SiO2 para aplicação de borracha, Ag NP para agentes antibacterianos.
sintetizado dentro do tecido, como com prata [134–136]. A agregação NP é minimizada 
pela ligação cruzada das partículas em uma teia de polímero
evitando a agregação das partículas após a redispersão. Ainda ocorreu alguma agregação, 
com tamanhos de partículas de 36, 32 e 79 nm, com HClO4
(não seco, mas em forma de precipitado úmido) se misturado com polibutileno
Para catalisadores heterogêneos, o tamanho do NP é importante, mas como
carroceria de carro e acabamentos de pintura metálica e não metálica, NPs de TiO2 em
Outra estratégia para fazer NPs de SiO redispersíveis (25 nm) foi
redispersável mesmo depois de estar em estado seco por 5 meses [131].
retardador de chama, pois aumenta o índice limite de oxigênio (a quantidade mínima de 
oxigênio necessária para sustentar a combustão) de 18 para
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12
(retirado da Referência [156].)
11. Uso de materiais compósitos nanoargila-polímero na carroceria de um caminhão.
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moléculas orgânicas de cadeia longa dentro das folhas para formar o material
quebrar os agregados de NPs. Existe uma quantidade ideal de NP
O desempenho dos pneus com sílica altamente dispersível foi melhor em 
comparação com a sílica precipitada, conforme manifestado na resistência ao desgaste, 
resistência ao rolamento e aderência em piso molhado [144]. No entanto, a ligação de hidrofóbicos
Nanoplacas de hidrato de silicato de cálcio (CSH) adicionadas como sementes 
podem melhorar as propriedades do cimento [24,133]. Uso de fosfato hidrofílico
ácido oleico são estáveis em solventes orgânicos, incluindo tolueno, hexano,
Ligas metálicas reforçadas com óxido disperso (ODS) são preparadas por
e tamanho de 10 nm) agregados após introdução no meio (solução básica de ortossilicato 
de tetrametila) para preparação de aerogéis de sílica. Era
[133]. Com 20 nm P2O5 adicionado como agente de nucleação ao silicato de lítio
produzirsuspensões estáveis em meios aquosos e orgânicos e é objeto de artigos de 
revisão recentes [149.150]. Os fluidos magnéticos são NPs magnéticos de domínio único 
coloidais (~10 nm), revestidos com surfactantes,
intercalação, que causa inchaço e dispersão da argila, e um
embora ainda existam problemas técnicos com a polidispersidade no
NPs para gerar NPs híbridos Au-Fe3O4 dispersíveis em água [154]. Vinte
resistência das ligas ODS (FeCrAl) aumentou 40 MPa a 20 °C e 70
A Figura 10 mostra como a sílica pode funcionar como auxiliar de fluxo. Sílica em nanoescala (b50
necessário, muito disso aumentará a resistência à tração entre
borracha e sílica hidrofílica requerem o uso de agentes de acoplamento de silano,
Os polímeros em pente orientam as plaquetas do agregado CSH de ponta a ponta por 
uma combinação de adsorção através de funcionalidades carboxilato, bem como 
repulsão estérica através de segmentos hidrofílicos
CHCl3. Esses NPs podem ser tornados compatíveis com água por troca de ligantes
hidrofóbico e use-o como material de partida. Há três
moagem de alta energia de pó de matriz ferrítica e Y2O3 (tamanho inicial 1
argilas que ocorrem, que são partículas de tamanho micrométrico compostas de
feito por moagem com 0,5–1% em peso de sílica e evita que as partículas
ceras e emulsificantes de aglomeração, mas usados em um nível de carga mais alto
por exemplo, ácido oleico (ligante bidentado ao ferro), e dispersível em água e
vidro, notou-se que o vidro apresentava propriedades mecânicas superiores
processamento de fusão que promove a esfoliação durante o processo de fusão
MPa a 1000 °C, fatores de 5–10% e 4000% respectivamente [133].
NPs de ferro zerovalentes, especialmente em altas concentrações (142). NPs são
nm) em níveis de carga de 1% em peso podem revestir superfícies de pós hospedeiros
a quarenta nm Fe3O4 NPs estabilizados com citrato disperso em água, e
[147]. O concreto resultante endurece em temperaturas mais baixas, tornando
ÿm junto com aglomerados de 10 ÿm) resultando em dispersão homogênea de óxidos 
abaixo de 10 nm dentro e ao redor dos grãos [146]. Fresagem
de ácido oleico com dopamina e ácido dihidroxi-1,3-benzenodissulfônico
folhas de tamanho nanométrico. Para obter as propriedades benéficas do
aglomerando. A etapa de fresagem é crítica, pois é durante esse processo
descobriram que na presença de polímeros como poli(vinilpirrolidona)
de 5% em peso. O uso de sílica porosa para fluxo de pós úmidos também foi realizado 
com a sílica adsorvendo o líquido entre as partículas do pó hospedeiro e reduzindo as 
forças capilares entre as partículas, facilitando
muitas vezes estabilizados em suportes, mas a síntese de tais compósitos é
[133,148], reduzindo a atração VDW entre partículas, possibilitando
eram estáveis à agregação por causa de repulsões eletrostáticas [155].
e mistura apropriada em altas temperaturas. TiO2 em nanoescala, ZrO2
métodos de incorporação ao polímero: polimerização in situ, em
as partículas grandes e impedem o fluxo [148].
estas NPs podem agregar-se nas águas subterrâneas e depositar-se, neutralizando 
assim a sua actividade. A agregação é aliviada pelo encapsulamento das partículas em 
uma matriz de sílica ou pela modificação da superfície com polieletrólitos,
sais (Tiron) [153]. Partículas de Au de dois a três nm podem ser ligadas eletrostaticamente 
ao grupo amina do óxido de ferro quelado com dopamina
em quilogramas pode ser feito em vácuo e atmosfera inerte. O
Compósito argila-polímero, a argila deve ser delaminada em nanofolhas (dimensões de 
nm na espessura da folha) e bem dispersa dentro do polímero. Normalmente, a 
abordagem é intercalar
e poli (álcool vinílico), os AuNPs poderiam ser incorporados em monólitos de aerogel de 
sílica de vários centímetros sem qualquer agregação (143).
que os NPs se ligam à partícula maior, e a moagem também serve para
meio não polar (óleo mineral) [151.152]. NPs Fe3O4 estabilizadas com
com resistência à flexão de 290 MPa e microdureza de 620 HV [145].
[156–158]. A Figura 11 mostra uma caçamba de carga de caminhão feita com compósito 
nanoargila-polímero.
Nanoargilas são incorporadas em polímeros para melhorar as propriedades de 
barreira a gases, bem como aumentar a resistência mecânica, rigidez e resistência ao 
calor. O material de partida para essas abordagens utiliza naturalmente
nem sempre simples. Por exemplo, AuNP já sintetizado (2
o fluxo. Pós extintores de incêndio de tamanho 45 ÿm que fluem facilmente são
fluxo livre e antiaglomerante. Estratégia semelhante tem sido praticada para permitir o 
fluxo imediato de toners para impressoras a laser usando sílica pirogênica e titânio. 
Também foi demonstrado que as NPs de sílica mantêm pós macios, como gorduras,
SnO2, P2O5 são adicionados como agentes de nucleação para fabricação de vidro
qual o monômero é incorporado às folhas e causa esfoliação durante a polimerização, 
uma reação induzida por solução de polímero/solvente
NPs magnéticos, em particular magnetita (Fe3O4) e maghemita (ÿ- Fe2O3) são 
úteis para aplicações clínicas, e existem muitos estudos sobre
possíveis estruturas com menores custos de energia.
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integrada.
no diesel por pelo menos oito semanas [160].
7. Conclusões
Os autores declaram que não têm nenhum concorrente financeiro conhecido
mas não necessariamente ao tamanho da partícula primária. Derivatização de superfície
alto cisalhamento e ultrassom, sendo este último muito eficaz com um vibrador ultrassônico 
de corneta [162]. Um novo método de dispersão de NPs de TiO2 em água
aditivo de combustível para reduzir as emissões de diesel. O desafio desta tecnologia é 
garantir que a céria permaneça dispersa no combustível por longos períodos. A estabilidade 
depende da concentração de
agregados grandes com condutividade menor do que um agregado de tamanho ideal do NP 
[161]. Metais, óxidos, nitretos, carbonetos metálicos, CNT
reino vegetal e agricultura.
dos fenômenos de agregação após a secagem. Se os aglomerados tiverem
utilizado para reduzir as emissões de partículas. Os CeO2 NPs de tamanho 10–20
[1841732].
brometo de trimetilamônio, octanoato de sódio, hexadeciltrimetil
aplicações requerem considerável conhecimento químico e físico.
de aplicações de NPs no mundo real, e em cada uma dessas tecnologias, um
- Questões de segurança, tanto de segurança ocupacional durante a fabricação quanto
Nanofluidos, que são dispersões de NP, estão sendo examinados para melhorar o 
resfriamento por dissipação de calor em trocadores de calor. Propriedades tais
Em resumo, esta revisão demonstra as crescentes aplicações
interesses ou relações pessoais que possam ter parecido influenciar o trabalho relatado 
neste artigo.
durante o processo de síntese pode, em alguns casos, tornar redispersível
foi realizado usando um homogeneizador de alta pressão [163]. Um método alternativo é 
gerar o NP dentro do líquido usando surfactantes,
Existem questões pendentes associadas à tecnologia baseada em NP
métodos de moagem são frequentemente necessários para a obtenção de NPs. Fase líquida
- Impacto dos NPs nos lençóis freáticos, rios e oceanos.
foram todos estudados em solventes como água, etilenoglicol e
forte associação NP-NP, o que é frequentemente o caso, forças mecânicas
abordagem cuidadosa para evitar e/ou controlar a agregação é importante,
brometo de amônio, polivinilpirrolidona e goma arábica [161].
nm são estabilizados por carga eletrostática como uma suspensão coloidal, e
Muitas pesquisas foram realizadas nesta área com óxidos metálicos, incluindo sílica, titânia, 
óxido de zinco, céria, óxido de ferro e metais, particularmente prata e ouro. A síntese em 
fase gasosa tem potencial para aumentar a escala
Referências
org/10.1021/cr030027b.
pode tornar NPs estáveis em solventes polares e apolares. Muitas aplicações
de NPs em uma ampla variedade de aplicações, incluindo produtos de consumo,
os mais comuns são dodecilsulfato de sódio, dodecilbenzeno de sódio
Reconhecimento
a síntese fornece melhor controle do tamanho e da morfologia. Explorando
que merecem maior atenção, inclusive.
NPs e exemplos são fornecidos. A redispersão torna-se mais fácil se todos
10.1021/acs.chemrev.7b00208.
3.50006-4.
ceria, bem como o uso de dispersantes apropriados. É relatado que
alguns casos) de agregação. Dispersão adequada de NP em matrizes, por exemplo
disponível comercialmente. Revestimentos no filtro em porcentagens em peso de
até níveis de kg/h, mas muitas vezes resultando em partículas agregadas. Manipulando
e muitos desses exemplos são apresentados na seção final. Muitos
exigem que os NPs preparados por métodos líquidos sejam isolados como um pó seco. Sem 
quaisquer precauções, qualquer processo de secagem levará à formação de agregados, 
impulsionados principalmente pelas grandes forças capilares como líquidos entre
à medida que a condutividade térmica, viscosidade, densidade são aumentadas e específicas
1002/smll.201301641.
durante o uso pelo consumidor.
A céria em nanoescala revestida em filtros de partículas diesel é amplamente
Este trabalho foi parcialmente apoiado por um número do Prêmio NSF SBIR
sulfonato, ácido oleico, brometo de cetiltrimetilamônio, dodecil
as características superficiais do NP, incluindo carga superficial e funcionalidade, são 
frequentemente usadas para controle de tamanho de partícula. O revestimento de superfície 
por polímeros, surfactantes e polieletrólitos fornece maneiras de impedir NP
como a moagem de bolas fornecem o único caminho para quebrar os aglomerados,
03.004.
com ácido oleico como dispersante, 10 ppm de CeO2 de tamanho 40-50 nm foi estável
- Ampliação da fabricação de base líquida que fornece controle sobre
Declaração de interesse concorrente
óleos [161]. A dispersão NP pode ser preparada a partir de um pó seco usando
os polímeros são relevantes para as propriedades físicas finais desejadas.
São relatados 17% em peso de CeO2 [159]. A céria em nanoescala também é usada como
nanotecnologia: Protocolos e inovações industriais. John Wiley & Filhos; 2017.
a temperatura e as pressões dentro do reator para a síntese da fase gasosa são necessárias 
para obter uma distribuição de tamanho ideal. Embora, mecânico
essas tecnologias também entendem as limitações ou vantagens (em
o calor é diminuído. Foi proposto que a condutividade térmica exibe uma curva em forma de 
sino com agregação, com os NPs isolados ou
os NPs evaporam. Váriosestudos investigaram os fundamentos
- Impacto ambiental dos PN, incluindo efeitos na vida selvagem, nas pescas,
o solvente não é removido durante a secagem. Existem numerosos exemplos
energia, produtos químicos/petroquímicos e na medicina. Também é evidente que a síntese 
de NPs e sua manutenção em estado não aglomerado ou realização de agregação 
controlada para fins específicos doi.org/10.1021/acsanm.8b01239.
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