Nanoyapıların
morfolojisi, boyut, şekil ve mekansal organizasyonunu (agregat yapısı) dahil
olmak üzere nanoobjelerin kombine karakteristikleridir.
Farklı nanoyapıların
morfolojisi, malzeme bileşimi, kristal yapısı ve üretim metoduna bağlı olarak
önemli derecelerde değişebilir. Mevcut sentez yöntemleriyle, çeşitli şekillerde
(küreler, çubuklar, tüpler, iğneler, küpler, oktahedronlar, v.s.) ve boyutlarda
nanopartiküller üretilebilir. Örneğin, sıcaklık, basınç, reaktif konsantrasyonu,
işlem süresi ve pH gibi hidrotermal sentez parametrelerinin değiştirilmesiyle,
farklı morfolojiler, bileşimler ve kristalinitede ürünler elde edilir (Şekil).
Organik moleküllerle
yapılan nanoskala objelerin morfolojik çeşitliliği neredeyse sonsuzdur.
Örneğin, self-montaj dubleks DNA'yı yapı taşları olarak kullanan günümüz
biyoteknolojileri 10 nm ve 100 nm arasında üç boyutlu yapıların kontrol
edilebilir sentezlenmesini sağlar. Bu tekniklerden biri, nanoskala ‘DNA
origami’yi yaratmakta kullanıldı: poligon çerçeveler, dişliler, köprüler,
şişeler vs.
Morfoloji
değişikliği, nanomalzemelerin biyolojik uyumluluğunu ve işlevselliğini kontrol
etmenin etkili bir yoludur; çünkü morfoloji, bir malzemenin üretilme prosesinde
oluşan yüzey (arayüz) yapının bir yansımasıdır. Morfolojik çeşitlilik, genellikle
fiziksel ve kimyasal özelliklerini belirleyen çok sayıda yüzey atomu
içerdiğinden nanomalzemeler için büyük önem taşır. Diğer tatraftan
nanomalzemelerin çoğu termodinamik olarak kararsızdır ve dengesizlik morfolojileri
(belirli bir maddenin monokristal şekillerinden farklı) sistemin lokal minimum
serbest enerjisine uyar.
Farklı konsantrasyonlarda demir oksit (III)’ün (CTAB sörfaktan
ile) hidrotermal işlemlenmesiyle oluşturulan a-Fe2O3 nanopartikülerin morfolojisi (CTAB:
setil trimetil amonyum bromür)