نانو ذرات طلا در بسیاری از زمینه های مختلف از جمله الکترونیک، پزشکی، نانوبیوتکنولوژی و صنایع غذایی به کار می‌روند. برخی از کاربردهای نانو ذرات طلا عبارتند از:
تصویربرداری پزشکی: نانو ذرات طلا به عنوان یک ماده رنگی نامتعارف استفاده می‌شوند که در تصویربرداری پزشکی به‌خصوص در تصویربرداری نظیر سی تی اسکن و رادیوگرافی به کار می‌روند.
استفاده از نانو ذرات طلا در تصویربرداری پزشکی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. یکی از کاربردهای اصلی آن در تصویربرداری پزشکی، استفاده آن به عنوان عامل نشان‌دهنده در تصویربرداری با رنگ‌آمیزی با پلاسمون نزدیک است. در این فناوری، نانو ذرات طلا به صورت خاصی طراحی شده‌اند که ویژگی‌های پلاسمونیکی منحصر به فردی دارند و با تابش نور مناسب، به عنوان نقطه نوری نشان‌دهنده برای بیماری‌های مختلف در تصویربرداری پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
علاوه بر این، نانو ذرات طلا در تصویربرداری سلولی و مولکولی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان مثال، می‌توانند در تشخیص و پیگیری ترشحات سلولی، پیشرفت بیماری‌های مختلف و بررسی عملکرد مواد درمانی در سلول‌های زنده استفاده شوند. با توجه به خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد نانو ذرات طلا، استفاده از آن‌ها در تصویربرداری پزشکی می‌تواند بهبود مهمی در دقت و قابلیت تشخیص بیماری‌ها و مشکلات پزشکی داشته باشد.
درمان سرطان: نانو ذرات طلا برای درمان سرطان به عنوان مواد نقلیه برای داروهای ضد سرطانی استفاده می‌شوند. این نانو ذرات قابلیت انتقال دارو به محل توده‌ی سرطانی را دارا می‌باشند.
حسگرهای نانو: نانو ذرات طلا به‌عنوان حسگرهای نانو در تشخیص مواد شیمیایی و بیولوژیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
صنایع الکترونیک: نانو ذرات طلا به‌عنوان مواد الکترونیکی استفاده می‌شوند و از آن‌ها در ساخت الکترودها، ترانزیستورها و حافظه‌ی رم استفاده می‌شود.
استفاده از نانو ذرات طلا در صنایع الکترونیک بسیار متنوع است. یکی از کاربردهای اصلی آن در این حوزه، استفاده آن به عنوان الکترودهای نانو حسگر در سنسورهای گازی است. نانو ذرات طلا به دلیل ویژگی های پلاسمونیکی و سطح بالایی که دارند، می توانند اکسیژن و گازهای دیگر را به صورت خاصی شناسایی کنند. در این کاربرد، نانو ذرات طلا به عنوان الکترودهای حسگر در ساخت سنسورهای گازی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
استفاده از نانو ذرات طلا در ساخت الکترودهای سوپرکاپاسیتور نیز مورد توجه قرار گرفته است. سوپرکاپاسیتورها دستگاه‌هایی هستند که به جای باتری‌های الکتروشیمیایی برای ذخیره انرژی استفاده می‌شوند و در برخی از کاربردهای الکترونیکی مانند خودروهای الکتریکی، لامپ های LED و دستگاه های پزشکی استفاده می‌شوند. نانو ذرات طلا به دلیل ویژگی‌های الکترونیکی خاصی که دارند، به عنوان الکترود در ساخت سوپرکاپاسیتورهایی که دارای ظرفیت بالا و زمان شارژ و دشارژ کوتاه هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
علاوه بر این، نانو ذرات طلا به عنوان یک جزء از مواد نانو الکترونیکی نیز استفاده می‌شوند. در این کاربرد، نانو ذرات طلا به عنوان ماده ای موثر در تولید انواع دیودها، ترانزیستورها، سنسورها، نانو لیتوگرافی و ادوات دیگر در الکترونیک به کار می‌روند.
صنایع غذایی: نانو ذرات طلا به‌عنوان یک ماده رنگی و ضد میکروبی در صنایع غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. استفاده از نانو ذرات طلا در صنایع غذایی در حال حاضر در مقیاس کم صورت می‌گیرد ولی در برخی زمینه‌ها بسیار مورد توجه است. برای مثال، ممکن است در فرآیند تولید مواد غذایی، نانوذرات طلا به عنوان عامل کاتالیزوری استفاده شوند تا بهبود ماندگاری محصولات و بهبود کیفیت آن‌ها از طریق کاهش زمان نگهداری و تغییر رنگ و بوی آن‌ها، ممکن باشد. همچنین، نانو ذرات طلا می‌توانند در آنالیز و تشخیص مواد مخدر، باکتری‌ها، و ویروس‌ها در مواد غذایی و همچنین در افزایش بیودسترسی و اثربخشی ترکیبات بیولوژیکی مورد استفاده قرار گیرند. با این حال، برای استفاده از نانوذرات طلا در صنایع غذایی، نیاز به بررسی اثرات بهداشتی و محیطی آن‌ها و نیز رعایت مقررات مربوط به مصرف ایمن و مسئولانه‌ی آن‌ها وجود دارد.
نانو ذرات طلا به دلیل اندازه بسیار کوچکشان و ویژگی‌های سطحی‌شان، خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوتی را نسبت به ذرات بزرگتر از خود دارند. برخی از خواص نانو ذرات طلا عبارتند از:
رفتار الکترونیکی متفاوت: نانو ذرات طلا با اندازه کوچکتر از 100 نانومتر، رفتار الکترونیکی متفاوتی نسبت به ذرات بزرگتر از خود نشان می‌دهند و خواص الکترونیکی بسیار جذابی دارند.
توانایی نورپردازی و تشدید نور: نانو ذرات طلا توانایی جذب و تشدید نور را دارند و به‌عنوان پلاسمون‌های سطحی شناخته می‌شوند که در تصویربرداری پزشکی و حسگرهای نوری کاربرد دارند.
خواص ضدباکتریایی و ضدویروسی: نانو ذرات طلا خواص ضدباکتریایی و ضدویروسی دارند و به‌عنوان یک ماده ضدمیکروبی در صنایع غذایی و پزشکی استفاده می‌شوند.
توانایی انتقال حرارت: نانو ذرات طلا توانایی انتقال حرارت بسیار بالا را دارند و در تولید مواد سرامیکی و حرارت‌زا به کار می‌روند.
خواص اپتیکی: نانو ذرات طلا در تولید رنگ‌های جدید و ترکیبات رنگی استفاده می‌شوند و خواص اپتیکی خاصی دارند که در حوزه‌های مختلفی از جمله تصویربرداری پزشکی و صنایع الکترونیکی به‌کار می‌روند.
روش‌های مختلفی برای ساخت نانو ذرات طلا وجود دارد که در ادامه به برخی از مهم‌ترین آن‌ها اشاره می‌کنم:
روش شیمیایی: در این روش از مواد شیمیایی حاوی طلا استفاده می‌شود که با استفاده از روش‌هایی مانند رسوب‌دهی شیمیایی، تحریک شیمیایی و میکروامولسیون، نانو ذرات طلا ساخته می‌شوند.
روش لیزری: در این روش از یک پالس لیزر استفاده می‌شود تا ذرات بزرگتر از طلا را به اندازه نانو متر تبدیل کند.
روش گرمایی: در این روش، نانو ذرات طلا با انجام عملیات حرارتی به دمای بالا در محیطی خاص ساخته می‌شوند.
روش سوپرکریتیکال: در این روش، مواد حاوی طلا در محیط سوپرکریتیکال قرار می‌گیرند و با اعمال شرایط خاص، نانو ذرات طلا ساخته می‌شوند.
ترکیبی از این روش‌ها و روش‌های دیگر هم می‌تواند برای ساخت نانو ذرات طلا به‌کار رود. مهم‌ترین عوامل در انتخاب روش مناسب برای ساخت نانو ذرات طلا با توجه به تجهیزات موجود، مواد اولیه، اندازه و شکل ذرات مورد نیاز و هدف مورد استفاده نانو ذرات طلا می‌باشد.
