Vergrößerte spezifische Oberfläche

© Sebastian Kaulitzki - Fotolia.com

Nanoobjekte sind äußerst klein – gemäß gängiger Definition zwischen 1 und 100 nm groß. 

Mit der Größe verändert sich auch das Oberfläche-Volumen Verhältnis von Stoffen. Materialien im Nanomaßstab haben im Vergleich zu mikro- und makroskaligen Materialien pro Volumeneinheit eine viel größere Oberfläche. Eine größere Oberfläche bedeutet im Allgemeinen, dass Nanopartikel reaktionsfreudiger sind, weil Reaktionen zumeist an der Oberfläche ablaufen. Je größer die Oberfläche, desto leichter und rascher laufen die chemischen Reaktionen ab.  

Die starke Vergrößerung der Oberfläche bei Nanopartikeln kann durch ein Rechenbeispiel verdeutlicht werden: Man betrachtet einen Würfel mit der Kantenlänge von 1 m. Die Oberfläche dieses Würfels beträgt 6 m2. Das Volumen beträgt 1 m3. Zerteilt man diesen Würfel in kleinere Würfel mit 10 cm Kantenlänge, entstehen 1000 kleinere Würfelchen. Zusammen haben die 1000 kleinen Würfelchen bereits eine Oberfläche von 60 m2 – also eine zehnmal größere Oberfläche bei unverändertem Gewicht. Wiederholt man den Vorgang so oft, bis die Würfelchen eine Kantenlänge von 100 Nanometern aufweisen (10 Millionen Spaltungen), wäre die Oberfläche all dieser Nanopartikel zusammen sogar 60 km2 groß. Dies entspricht der Fläche von 8000 Fußballfeldern.