Исследователи из МГУ и Института металлургии и материаловедения РАН выяснили влияние неорганических компонентов на форму и размеры частиц оксида титана. Они также разработали методику, с помощью которой можно получать наночастицы с нужными параметрами. Результаты работы найдут применение во многих областях — от фотовольтаики до косметологии.

Статья ученых опубликована в журнале Materials.

«Мы считаем, что главное достижение этой работы в том, что мы впервые систематически изучили влияние концентраций воды и гидроксида натрия на размер синтезируемых частиц оксида титана. Никто ранее не изучал влияние этих факторов в таком диапазоне значений», — пояснила одна из авторов исследования, младший научный сотрудник кафедры неорганической химии МГУ Ирина Колесник

Исследователи разработали методику, позволяющую контролируемо создавать микросферы оксида титана, размер которых можно задать от 300 нм до 1,5 мкм. Синтез ученые проводили, гидролизуя бутоксид титана в этаноле в присутствии гидроксида натрия. Новая методика синтеза микросфер оксида титана оказалась очень гибкой. Она позволяет получать частицы с заданными параметрами: диаметром, кристалличностью и пористостью. Все эти параметры можно контролировать, изменяя условия синтеза и термической обработки микросфер.

В заключительной части авторы статьи продемонстрировали, что частицы, состоящие из аморфного оксида титана, имеют низкую фотокаталитическую активность. При этом их солнцезащитные свойства ничуть не уступают свойствам коммерческого косметического пигмента.

Кроме того, аморфный оксид титана в отличие от анатаза и рутила — его кристаллических модификаций — не может служить источником свободных радикалов, вызывающих окислительный стресс, и поэтому его можно безопасно использовать в косметической промышленности.

Эта модификация оксида титана также может использоваться в хроматографии, где наиболее важны размеры микросфер (они должны быть более 1 мкм), их узкое распределение по размерам и высокая пористость. Материал можно использовать и для создания солнечных батарей, где важна высокая кристалличность.