Серия экспериментов молдавских ученых позволит расширить применение нанотрубок
 Изображение массива нанотрубок из диоксида титана. |
|
||||||||
Нанотрубки из диоксида титана на сегодняшний день широко используются в воздухоочистительных системах, а также для производства самоочищающихся поверхностей, в частности, в фотовольтаике и биомедицине. Однако, несмотря на обширное применение, данный вид наноструктур является относительно слабо изученным. Тем не менее, новые свойства и более глубокое понимание особенностей роста нанотрубок и нанопроводов из диоксида титана, несомненно, позволят еще более расширить их практическое применение.
Для углубления знаний об этих структурах, группа ученых из Technical University of Moldova, а также из Академии Наук Молдовы начала эксперименты с анодирования листов титана в растворе электролита, содержащего этилен гликоль и гидрофтористую кислоту. Процесс производился при температуре ниже 0 градусов по шкале Цельсия. Известно, что с помощью этой техники можно произвести поверхностные слои диоксида титана, самоорганизующиеся в массив наноканалов, образующих двумерную решетку.
Известно, что в общем случае при применении такого электрохимического процесса к полупроводникам или листам металла, на первом этапе он приводит к случайной точечной коррозии поверхности. Далее следует этап упорядочивания, которое происходит, благодаря постепенному росту пор и трубчатых структур под воздействием периодической кристаллической решетки, расположенной под поверхностным слоем. В случае титановых листов и наноструктур из диоксида титана, исследователи обнаружили, что каждая пора, возникающая на поверхности в результате точечной коррозии, является начальной точкой для роста двойной нанотрубки. Благодаря тому, что каждая такая нанотрубка может быть легко отделена от общего массива и изучена отдельно, ученые смогли исследовать влияние различных факторов на их рост. К примеру, как оказалось, внутренний диаметр нанотрубок можно варьировать в пределах от 10 до 250 нм, изменяя температуру электролита на стадии производства (повышая ее относительно первоначального уровня).
Естественно, диаметр влияет на проявляемые физические свойства выращенной наноструктуры. В частности, ученые обнаружили специфическое для нанотрубок из диоксида титана свойство – люминесценцию. Как предположили исследователи, нетепловое излучение в данном случае возникает благодаря наличию микрополости в нанотрубке, где свет может путешествовать по заданной траектории внутри трубчатой структуры. Этот эффект впервые наблюдался молдавскими учеными непосредственно на эксперименте и в будущем, вероятно, может использоваться в микролазерной технике.
Также по теме:
Источники: