ایجاد آرایه ‌های منظم نانولوله ‌های تیتانیا به کمک گرما

ایجاد آرایه ‌های منظم نانولوله ‌های تیتانیا به کمک گرما  

نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم کاربرد گسترده‌ای در سیستم‌های تصفیه‌ی هوا، سطوح خودتمیزشونده، فتوولتائیک، حسگرها و زیست‌پزشکی دارند. محققان مولداوی روش جدیدی برای کنترل قطر داخلی این نانولوله‌ها، با تغییر دمای الکترولیت در حین فرآیند، کشف کردند....

نتایج حاصله می‌تواند به پیدایش کاربردهای جدیدی برای این ساختارها بینجامد.
گروهی از محققان دانشگاه صنعتی و آکادمی علوم مولداوی صفحات تیتانیوم را در دمای کمتر از صفر درجه‌ی سانتیگراد و در الکترولیت حاوی اتیلن گلیکول و اسید هیدروفلئوریک آندایز کردند. طی این فرایند لایه‌های سطحی با آرایه‌های منظمی از مجاری نانومقیاس که در یک شبکه دوبعدی هگزاگونال پراکنده شده‌اند، تولید شدند.
معمولاً این فرایندهای الکتروشیمیایی به ایجاد اتفاقی حفره‌های سطحی منجر می‌شوند که در صفحات نیمه‌هادی و فلزی استفاده می‌شوند. مجاری منظم، بعداً و در اثر برهمکنش حفرات در حال رشد یا ساختارهای لوله‌ای با ساختارهای منظمی که به‌طور مؤثری به‌وسیله‌ی یک لایه نامنظم سطحی پوشیده شده‌اند، به‌وجود می‌آیند.

ساختارهای نانولوله‌ای تیتانیا

اثر میکرو- حفره

پژوهشگران مشاهده کردند که هر حفره‌ی سطحی، دارای نقطه‌ای برای شروع رشد نانولوله‌های دولایه‌ای تیتانیاست. این نانولوله‌های منفرد می‌توانند بعداً به‌راحتی از شبکه جدا شده، به‌طور مجزا مطالعه شوند. در حقیقت آنها کشف کردند که لوله‌های تیتانیای منفرد در نتیجه‌ی اثر میکرو- حفره لومینسانس می‌کنند و نور تولیدشده، مسیر محدود درون ساختارهای لوله‌ای را دنبال می‌کند. این اولین باری است که چنین اثری در نانولوله‌ها مشاهده می‌شود و نشان می‌دهد که این ساختارها می‌توانند برای کاربردهای میکرولیزر مفید باشند.

اثر میکرو- حفره

آنها همچنین دریافتند که می‌توان قطر داخلی نانولوله‌ها را با تغییر دمای الکترولیت از حدود 10 نانومتر تا بیش از 250 نانومتر افزایش داد. توانایی تغییر و کنترل قطر نانولوله‌ها در بهبود و بهینه‌سازی خواص آنها بسیار مهم است.
یافته‌های جدید می‌توانند برای توسعه‌ی کاربردهای نانولوله‌های اکسید تیتانیوم در مواردی همچون عناصر فوتونیک کم‌هزینه‌ی مبتنی بر مواد دارای ضریب شکست منفی، ثمربخش باشند. جزئیات این کار در مجله‌ی Physica Status Solidi–Rapid Research Letters چاپ شده‌است.