Создан нанореактор из диоксида титана

Крошечные частицы из диоксида титана являются ключевыми компонентами различных красок для стен или дорожной разметки, входят в состав солнцезащитных кремов и даже зубной пасты.

Функционально они наиболее эффективны в качестве отражателей света или абразивов. Однако чем меньше размер частиц, тем более меняются их свойства вследствие измененного соотношения объема к площади поверхности. Так, кристаллические наночастицы диоксида титана обладают каталитическим свойством: активированные ультрафиолетом в солнечном свете, они разрушают токсины или катализируют другие реакции.

Доктор Катя Хенцлер с коллегами из Центра Хельмхольц в Берлине разработали синтез для производства наночастиц при комнатной температуре в полимерной сети. Анализ, проводимый с использованием берлинского синхротрона BESSY II, выявил кристаллическую структуру наночастиц. Это представляет основной шаг вперед в использовании полимерных нанореакторов, поскольку до сих пор для кристаллизации наночастиц необходимо было нагреть их полностью.

Полимерные нанореакторы немецких ученых состоят из пенопластового ядра, окруженного сетью полимеров PNIPAM — поли (N-изопопилакриламидов). К этиловому раствору полимерных коллоидов добавили титановый компонент, что привело к формированию частиц диоксида титана в сети PNIPAM. Эксперименты с синхротроном показали, что можно управлять скоростью этих процессов и количеством формируемых нанокристаллов.

Ученые сумели показать, что наночастицы гомогенно распределены по полимерным нанореакторам. Исследователи проанализировали образцы в криогенной водной среде, которая предотвращает формирование структур из-за высыхания. Анализ показал, что наночастиц обладают кристаллической структурой.

«нанокристаллы имеют четырехугольную анатазную структуру, и эта кристаллическая структура — ключ к каталитической активности. Кроме того, новый аналитический метод позволяет управлять качеством синтезируемых частиц так, чтобы можно было оптимизировать их для соответствующего применения», заключила Катя Хенцлер.

22.02.2013