Нанотрубки из диоксида титана (TiO₂) сегодня широко используется в устройствах очистки воздуха, при производстве самоочищающихся поверхностей и датчиков, в биомедицине. Ученые из Молдовы предложили новый метод регулировки внутренними диаметрами нанотрубок TiO₂, посредством изменения температуры электролита в течение процесса обработки. Новый метод позволит увеличить количество потенциальных способов применения этих структур в будущем.

Группа специалистов под руководством И.Тиджиньяну в Техническом Университете Молдовы и Академии Наук Молдовы анодировала листы титана с температурой ниже 0^o C в электролите, содержащем этиленовую глюколь и гидрофлюорицидную кислоту. Оказалось, что новый метод обеспечивает самоорганизацию поверхностных слоев с упорядоченными системами наноканалов, распределенными в двухмерной шестиугольной решетке.

Традиционно такие электрохимические процессы заканчиваются случайным формированием поверхности, если они применяются к пластинам полупроводника или металла. Упорядочение структуры наступает позже благодаря взаимодействиям между наращивающимися порами и трубками и регулярной структурой фактически «захороненой» под беспорядочным поверхностным слоем.

Рис. 1. К определению эффекта микровпадины

Тиджиньяну и его коллеги обнаружили, что каждая пора на поверхности представляет собой отправную точку для последующего роста титановой нанотрубки, окруженной двойной стенкой. В результате такие индивидуальные нанотрубки могут быть легко отделены от общей структуры и изучены отдельно.

Группе специалистов Молдовы удалось обнаружить, что отдельные титановые нанотрубки люминесцируют благодаря эффекту микровпадины, при котором свет распространяется по замкнутым траекториям в трубчатых структурах. Важно отметить, что такой эффект был обнаружен впервые в нанотрубках; несомненно, он найдет широкое применение в микролазерных технологиях.

При этом в экспериментах Исследователи смогли изменять внутренний диаметр нанотрубок в пределах от 10 нм до более чем 250 нм, увеличивая температуру электролита.

<«Возможность изменять диаметр нанотрубки важна для сшивки характеристик соседних нанотрубок» – объяснил Тиджиньяну.

<«Новые результаты являются весьма многообещающими для расширения области применения структур из титановых нанотрубок», – сказал Тиджиньяну. – «Например, они могли бы быть использованы, для создания недорогих фотонных элементов, основанных на материалах с отрицательным показателем преломления, в частности в плоских и вогнутых устройствах фокусирующих устройствах с суперразрешением».

Результаты исследований опубликованы в журнале Physica Status Solidi – Rapid Research Letters.

Статья переведена и отредактирована Филипповым Ю.П. по материалам: