金作為一種貴金屬，具有穩定的物理化學性能、良好的導熱性、導電性和出色的延展性。而當金粉被精確調控至納米尺度時，它不僅繼承了金的本征特質，而且還展現出了特異的表面效應、小尺寸效應、體積效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應，將其推向了材料科學、生物醫藥、電子器件、催化、傳感等諸多尖端應用的舞臺核心。本篇文章聚焦納米金粉的獨特性質，看看其在上述領域中的應用情況。

1、高端導電漿料

以金作為主要功能相的導電漿料性能優良，其體電阻率約為2.44 μΩ·cm，且細線分辨率高，具有印刷性能優良，膜層表面平整，背光孔隙度小，膜邊沿收縮率小以及切面密度高等優點

通常被用于層布線導體、氣敏元件、微波混合集成電路以及大功率晶體管芯片和引線框架等高密度厚膜集成電路中。而相比金屬銀、銅等材料，金的化學性質也更加穩定，不易發生氧化，即使在復雜嚴苛的環境下也幾乎沒有電子遷移的傾向，因此使用納米金粉制備的電路的可靠性極佳，但由于納米金粉成本較高，難以在民用領域得到大規模應用，主要用于制備航空航天及軍事領域高可靠性 MCM 組。

一般用于制備厚膜漿料的金粉形貌需為球形或類球形、振實密度高、粒徑在微米或亞微米，才能在燒結后具有優異的附著力，而我國目前生產的金粉難以滿足這些需求，主要由美日企業主導，其中最有代表性的就是美國的杜邦公司，年產1000噸左右的各類漿料，且種類高達800多種。

(a) DuPont 5742 的金粉形貌圖；(b) DuPont 5738的金粉形貌圖（來源：參考文獻1）

2、催化

由于金的第一電離能很大， 并且ｄ軌道外層電子是全充滿的，這就使得它很難失去電子，化學惰性極高，因此過去金在反應中不被用來作為催化劑。然而，后來不少研究者發現金粒子縮小至納米尺度下時，其表面原子配位不飽和性顯著提高，加之其大的表面積和強的π路易斯酸性，其展現出了出色的表面分子活性和選擇性，可以在低溫下很好地活化碳碳雙鍵和碳碳三鍵。目前金催化劑最多的應用是環化反應，可以合成苯環，吲哚環，喹啉環，咪唑環，惡唑環等等，也可以合成各種高位阻的雜環，稠環等。除此之外，金納米顆粒在乙炔的氫氯化反應和一氧化碳的氧化中有著獨特的催化效果。

金催化的芳環和芳雜環化反應（來源：參考文獻3）

通常，納米金催化的主要兩種主要形式：一種是以納米金膠體的形式進行催化，即納米金顆粒分散在溶液中，直接參與催 化反應。另一種形式是將納米金負載到載體上，通過載體的協同作用來完成催化過程。而后者的催化活性主要受到金顆粒尺寸大小、載體及金和載體間的相互接觸結構等的影響，其中，金粒子粒徑的大小為關鍵影響因素。一般來說，當金顆粒的粒徑小于5nm時， 由于表面和界面效應以及量子效應，金催化劑就會表現出非常高的催化活化能力，而當金顆粒的粒徑大于10nm時， 其相應的金催化劑催化活性就會顯著下降。

3、生物醫用

納米金具有優良的生物相容性和低毒性，并且表面改性比較容易，這些特性使其在生物醫學方面表現出極大的應用價值，比如作為生物分子檢測標記物、生物成像探針、藥物載體等。

（1）生物分子檢測：納米金顆粒可以與蛋白質相連，因此，可以使用納米金顆粒作為標記物的試劑進行特定抗原或者DNA的檢測，具有操作簡單、現象明顯而且準確度高、靈敏性強的優點。

膠體金試劑檢測原理（來源：參考文獻4）

（2）生物成像：金顆粒可以吸收和反射特定波段的光，并隨著自身性質和尺寸的變化而呈現出不同的顏色，因此常用作生物成像的探針，被廣泛應用于腫瘤的診斷，其靈敏度和精準度都很理想。

金納米顆粒在生物成像中的應用（來源：參考文獻4）

（3）光熱治療：金納米棒除了具有良好的生物相容性，而且還具有各向異性，可以通過調節它的長徑比可對其縱向吸收峰在可見區-近紅外區進行調控，從而實現高效的光熱轉換，可用于升高腫瘤組織的溫度，以達到殺死腫瘤細胞的目的，具有空間定位精準、對患處周圍細胞組織損傷較小的優點。

（4）藥物傳輸和控制釋放：納米金表面積比較大，其表面易修飾，藥物能夠很容易的結合到納米金表面，從而形成納米金載藥體系。由納米金形成的載藥體系具有增加藥物溶解性、增加細胞毒性、使藥物穩定性增加等特點。

小結

從高可靠性電子線路、高端催化系統到高敏醫療檢測及治療手段，金納米顆粒憑借在穩定性、生物相容性、光學響應性及特定催化活性上的顯著優勢，發揮著不可替代的作用，不過，目前高端納米金材料仍以進口為主，因此對粉體行業業內同仁而言，還需在精密可控合成、表面包覆與修飾工藝、穩定分散體系構建等核心技術上進行深度探索。

參考文獻：

1、王心遠.液相還原法制備單分散超細金粉研究[D].哈爾濱工業大學

2、李林.負載型納米金催化劑的制備及其催化性能的研究[D].湘潭大學.

3、小辣椒試劑.《常見金催化劑》.有機合成.

4、材料微課堂.《醫療檢驗“好幫手”——納米金》.西材青年.

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