USCNPs，超小尺寸铜纳米粒子通常指粒径小于10纳米（多为1-5纳米）的铜基纳米材料，因尺寸接近电子费米波长，展现出特殊的量子尺寸效应和高表面活性，在催化、传感、生物医药、电子材料等领域具有不可替代的应用潜力。
一、核心特性
量子尺寸效应
粒径极小导致电子能级离散，光学性质显著变化（如紫外-可见吸收峰蓝移），电学性能（导电性可调）和磁学性质（如室温铁磁性）也与块状铜不同。
超高表面活性
比表面积可达数百平方米/克，表面原子占比超50%，暴露大量活性位点，大幅提升催化、吸附等反应效率。
在CO氧化、水煤气变换反应中，2-5 nm的铜纳米颗粒表现出更高的催化活性。
稳定性与分散性挑战
自身易氧化生成Cu₂O或CuO，且易团聚，需通过表面包覆（如聚合物、碳、SiO₂）或掺杂（如Au、Ag）提升稳定性和分散性。
生物相容性
纯铜纳米粒子有一定细胞毒性（与浓度相关），但通过表面改性（如包覆PEG、壳聚糖）可降低毒性，适配生物医药场景。
二、制备方法
化学还原法
湿化学法：以硫酸铜为铜源，异丙醇为氧化性自由基清除剂，聚乙烯醇控制晶核生长，电子束辐照还原制得纳米铜粉末。
晶核控制生长法：用NaBH₄还原出小粒径纳米铜作为晶核，抗坏血酸还原Cu²⁺在晶核上快速生长，制备均匀颗粒。
模板法：利用SiO₂或聚合物为模板，通过溶胶-凝胶反应和刻蚀步骤形成中空结构，再负载铜纳米粒子（如Zr-MOF中超小铜纳米团簇，粒径1.6 nm）。
乙醇胺还原法：以氧化铜或氧化亚铜为前驱体，乙醇胺作为还原剂和溶剂，在120℃下加热还原，高产率制备超细铜颗粒（粒径<5 nm），且生成的铜颗粒更稳定、产率更高。
物理法
惰性气体蒸发法和蒸汽冷凝法：通过高温蒸发铜金属，然后冷凝形成纳米颗粒，设备成本较高，但可制备单分散性更好的超小铜颗粒。
三、应用领域
催化领域
超小尺寸铜纳米粒子具有优异的催化性能，可加速有机合成、环境保护和能源转换等化学反应。
生物医药领域
抗菌材料：超小铜基纳米点通过释放铜离子破坏细菌细胞膜结构，或产生活性氧物质破坏细菌DNA和蛋白质，从而杀灭细菌。含1.5 nm铜纳米颗粒的敷料在24小时内可杀灭99.9%的金黄色葡萄球菌。
生物成像：利用量子尺寸效应，超小铜纳米颗粒可用于光声成像或荧光成像。
电子材料领域
作为导电填料用于涂料、浆料和树脂中，制造防静电涂料、电磁屏蔽涂料等。
用于制造导电浆料、导电油墨，应用于印刷电路板、触摸屏等产品的制造。
传感领域
利用表面等离子体共振（SPR）效应，超小铜纳米颗粒可用于高灵敏度传感器，检测环境中的重金属离子或生物分子。
USCNPs，超小尺寸铜纳米粒子
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