Наноструктурированные "древовидные" материалы уже знакомы читателям Нанометра. Подобные материалы весьма перспективны для использования в качестве электродов солнечных и литий-ионных батарей благодаря большой удельной площади поверхности. Однако размер и форма образующихся структур пока что плохо поддаются контролю исследователей.
Определенных успехов в получении "древовидных" структур с контролируемым размером и количеством "веток" (наностержней α-Fe2O3), эпитаксиально растущих их ствола (нанонить SnO2), удалось добиться коллективу исследователей из Сингапура и Китая. Предложенный ими метод синтеза сравнительно незамысловат: массив нанонитей оксида олова, выращенный метод химического осаждения, помещался в кислый раствор хлорида железа (III), и в результате гидротермального синтеза на поверхности нанонити SnO2 образовывались зародыши метагидроксида железа, ориентированные в строго определенных кристаллографических направлениях. После достижения необходимых размеров, выросшие из ориентированных зародышей ориентированные нанотрубки отжигались с переходом метагидроксида железа в его оксид.
Примечательно, что полученные структуры имеют ось шестого порядка. Дело в том, что при такой взаимной ориентации нанонити и нанотрубок удается добиться наилучшего кристаллографического согласования - рассогласование при росте под углом 600 составляет всего 4,6% против 47,7% при перпендикулярном росте плоскости FeOOH (3-30) на плоскости (010) оксида олова. Особо примечательно, что до сих пор исследователям удавалось получать "древовидные" структуры с осью 6 порядка только для гексагональных нанонитей, т.е. нанотрубки росли нормально по отношению к каждой из граней.
Однако полученные иерархические структуры отличает не только структурное, но и функциональное своеобразие. Известно, что в литий-ионных батареях с электродом из SnO2 наблюдается резкое падение емкости после первого цикла зарядки/разрядки. При использовании же полученного материала емкость батареи двукратно превосходит аналогичную как для SnO2, так и для Fe2O3, что авторы статьи связывают с возросшей площадью удельной поверхностью оксида железа. Тем не менее, острой проблемой, стоящей перед исследователями, остается стремительная потеря емкости - спустя 30 циклов зарядки/разрядки емкость батареи с электродом из полученного материала сравнивалась с таковой для батарей с электродом из Fe2O3 и SnO2.
