После первых успехов, связанных с использованием богатого кислородом пламени для синтеза привычных наноматериалов, таких как углеродные нанотрубки, нановолокна и фуллерены, учёные из Университета Оклахомы (США) попробовали применить тот же подход для создания новых типов наноструктур.
Однако на сей раз вместо синтезирования углеродных наноматериалов они смогли предложить новый метод создания одномерных и трёхмерных наноструктурированных оксидов переходных металлов (НОПМ), обладающих важными электронными и механическими свойствами.
В последнее время наблюдается устойчивый рост спроса на НОПМ, подталкиваемый достижениями в таких областях, как создание эффективных и недорогих солнечных батарей, искусственный фотосинтез, а также топливные элементы и просто высокоактивные катализаторы. Технология обеспечивает высочайшую скорость роста НОМП и при этом гарантирует предельно низкую себестоимость производственного процесса, определяемую, по сути, лишь стоимостью самого переходного металла.
Если коротко, то, подвергая объёмные кристаллы (подложки, кусочки) переходных металлов воздействию самых горячих зон обогащённого кислородом пламени, учёные наблюдали мгновенное образование наноструктур оксидов переходных металлов, включая наностержни, полые каналы, а также гибридные нанопровода и т. п.
Для того чтобы оценить не только простоту и скорость синтеза НОМП новым методом, но и качество получаемых наноматериалов, авторы покрыли поверхность солнечных батарей наностержнями оксида вольфрама (полученных по пламённому методу). И эффективность солнечной батареи резко возросла: с 15% до 20% (слабенькая батарея "лёгким движением руки" была переведена в класс высокоэффективных фотоэлементов!).
Состав, форма и тип получаемых наноматериалов по новому пламённому методу легко контролируются количеством кислорода в пламени, температурой и, конечно, природой самого металла, но во всех случаях синтез протекает почти мгновенно, выводя НОМП на уровень легкодоступных и очень недорогих материалов. |
