NIST研究人员纠正纳米技术测量常见混淆错误

一张彩色电子显微镜图像显示了含有抗癌药物的脂质纳米颗粒。所含药物量取决于每个纳米颗粒的大小。NIST研究人员开发了一种新的分析方法，以更好地理解纳米颗粒的有用特性如何依赖于其大小——在此例中，是为了优化向癌症患者递送药物的效果。这种新分析方法还可用于其他使用纳米颗粒和其他纳米材料的产品，包括电子产品、陶瓷和涂料。

研究微小物体的纳米科学面临一个大问题。据美国国家标准与技术研究院（NIST）的一个科学家团队称，该领域面临一个普遍的数据分析错误，可能导致对微小物体特性如何随其大小变化产生误导性见解。该团队还提出了一种实用解决方案——一种数学修正方法，可以揭示这些材料的真实行为。

该团队的发现发表在《ACS Nano》期刊上。，具有广泛影响，从测试材料特性到开发利用纳米技术的产品，后者利用材料在极小尺寸下的行为。纳米尺度物体的尺寸范围从几纳米到几百纳米——许多病毒的大小就在这个范围内。在纳米尺度下，材料通常表现出与较大块状形态下不同的特性。例如，纳米级的金块可能呈现红宝石色。

纳米材料构成了多种产品的基础，包括电子产品、陶瓷、油漆和塑料，并在化学催化和药物递送方面有许多应用。全球纳米技术市场。每年超过1000亿美元。且持续增长。制造更好的产品部分依赖于测量和分析纳米材料的性能，而NIST科学家表示，这一过程需要更新。

“许多研究从测量纳米材料的尺寸开始，”NIST团队成员、数理统计学家Adam Pintar说。“但这些测量并不完美，尺寸误差很重要。”。

当研究人员开发纳米技术，如发出特定颜色光或递送医疗治疗的颗粒时，他们的基本目标是确定纳米颗粒的大小如何影响其性能——例如它发光的亮度或携带的药物量。为此，他们在图表上绘制性能与大小的关系以分析趋势。

然而，该团队注意到此类趋势统计分析中的一个常见错误。研究人员通常假设他们对颗粒大小的测量是完全精确和准确的。但实际上，纳米尺度物体的尺寸测量精度和准确性有限——有时非常有限。

“这些被忽视的尺寸误差就像拨动灯泡的调光开关一样，”同样来自NIST团队的电气工程师Andrew Madison说。“误差削弱了颗粒大小与其亮度之间的明显关系。”。

在注意到几篇关键出版物中的问题后，该团队查阅了其他几项测量各种纳米材料的研究，发现了类似的问题。

“这种削弱效应可能会让理解纳米材料特性的‘灯’熄灭，”同样来自该团队的物理科学家Samuel Stavis说。“例如，如果纳米颗粒携带药物用于医疗治疗，剂量分析可能会出错。或者，如果纳米线的测量不精确，对其电流通过量的理解可能会偏离。”。

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来源：NIST。；内容经中文翻译改写，采集时间：2026-08-27 01:11:51。

(责任编辑：标准科技参考)