2025年9月10日
波蘭科學院核物理研究所（IFJ PAN）的科學家開發了一種在大型金屬表面覆蓋精確形成的奈米結構的方法，克服了長期以來阻礙醫學、能源和電子學應用的限制。
直到現在，在大型金屬表面上生產均勻塗層是不可能的，因為晶粒會干擾奈米結構的生長。
克拉科夫的研究人員表示，他們已經解決了這個問題，並在鈦和二氧化鈦上展示了這一技術。
「我們在全球是獨一無二的，能夠以嚴格控制的方式，在面積達數十平方公分的鈦板上覆蓋二氧化鈦奈米管。我們提出的方法是將兩種非常規的材料表面奈米結構化技術結合的結果：奈米粒子光刻術與電化學陽極氧化法。」論文第一作者、發表於《Acta Materialia》期刊的 Juliusz Chojenka 博士表示。
根據 IFJ PAN 的說法，這一過程簡單、快速、低成本，且容易擴展至技術應用。潛在應用包括醫療植入物、光伏電池、化學探測器和記憶電阻元件。
奈米粒子光刻術用於前處理階段，在鈦片上沉積一層均勻的單層聚苯乙烯球形奈米粒子。等離子體處理會使球體收縮，但仍保持在原位。
隨後沉積一層薄鈦層，然後移除奈米粒子，留下六角形的孔洞格子，稱為反點（antidots）。
樣品再進行陽極氧化處理，這是一種能形成有序奈米結構的電化學過程。
「透過巧妙選擇陽極氧化所用電解液的成分，並控制施加的電壓、溫度和時間，我們能夠形成一層緻密的二氧化鈦奈米管塗層，其排列符合原始的反點圖案，並具有預定的長度，在我們文章所描述的情況下是 15 微米。」發表稿中引用了 Michał Krupiński 博士的話。
測試顯示，這些塗層即使跨越晶界也能保持機械耐久性，並能經受退火而不發生奈米管斷裂。
「將我們的方法應用於其他過渡金屬（如鐵、鋁或鉭）的表面奈米結構化，並不存在任何物理、化學或技術上的障礙，一切取決於需求。」Chojenka 補充道。
該項目由波蘭國家科學中心資助。化學分析則與雅蓋隆大學化學系合作進行。(PAP)
