Диоксид титана TiO2 широко используется в гетерогенном и фотокатализе, для очистки воды и воздуха, а также в производстве элементов солнечных батарей. Синтез наноразмерных структур на основе данного материала позволяет добиться уникальных электрических и оптических свойств благодаря проявляющимся квантовым и поверхностным эффектам. Насколько "малоразмерные" структуры возможно синтезировать без ущерба для их стабильности и с возможностью практического применения? Данный вопрос долгое время мучил мир нанотехнологов, пока за дело не взялись китайские ученые :-))) .
В журнале Американского химического общества (American Chemical Society) опубликована статья, посвященная синтезу нитей диоксида титана диаметром около 5 ангстрем, что составляет в поперечном сечении всего 2 – 3 связи титан - кислород. Синтез проводили из неводного раствора сложного органического комплекса титана с использованием поверхностно-активных веществ.
По данным просвечивающей электронной микроскопии (TEM) готовый продукт содержит обособленные нити длинной от 10 до 25 нанометров (рис 1A). Детальный анализ с помощью методов электронной дифракции, фотоэлектронной и Рамановской спектроскопии (спектроскопия комбинационного рассеяния) позволил установить кристаллическую (нити кристаллизуются в решетке анатаза) и электронную структуру нитей. Измерения каталитической активности на примере реакции разложения метиленового синего (methylene blue – MB) показывают убедительное превосходство ангстремных нитей TiO2 над коммерчески доступными наночастицами P25 (производство Дегуссы - Эвоник, Германия) из того же материала. Скорость обесцвечивания раствора красителя в случае более дисперсных частиц оказывается в 2 раза выше (см. рис. 2В).
Синтезированные структуры способны ответить на ряд фундаментальных вопросов в области исследований 1D материалов, а также в перспективе стать основой уникальных строительных блоков для высокопроизводительных устройств.
