东京城市大学 (上图)用二氧化钛制造有序通孔膜的新高通量工艺示意图
(左下)二氧化钛通孔膜的扫描电子显微照片
(右下角)通孔膜的横截面扫描电子显微照片
学分:东京都大学 东京都大学的研究人员已经实现了二氧化钛薄膜的高通量生产
在结晶之前，使用阳极氧化在掩模蚀刻的钛上生长二氧化钛层
应用第二次阳极氧化，他们将部分层转换回非晶态
无定形部分然后被选择性地溶解以释放膜，同时保持模板完整
这为光子学有序二氧化钛膜的工业化生产铺平了道路
二氧化钛，或者说二氧化钛，可能是你从未听说过的最有用的物质
它被广泛用作颜料，是大多数防晒霜的活性成分，具有很强的紫外线吸收性能
发现它是镜子中的反射层，也是自清洁、防雾表面的涂层
对工业来说重要的是，它可以在光的存在下加速各种化学反应；人们已经在建筑材料中发现了它，它可以加速空气中有害污染物的分解，目前正在将它应用于空气过滤器、净水器和太阳能电池
二氧化钛和光之间的强相互作用使其成为未来广泛应用的材料，包括光子学，特别是光子晶体，这种有序排列的材料可以根据波长吸收或透射光
为了制造这些“晶体”，研究人员想出了在实验室中制造多孔二氧化钛薄膜的方法，其中几十纳米宽的小孔以有序阵列的形式在二氧化钛薄层上形成图案
然而，尽管他们承诺，仍然不可能大规模生产它们，这是使它们走出实验室进入最新光子技术的主要障碍
现在，一个由柳田隆和教授领导的团队
东京都大学的Hideki Masuda朝着发展工业生产过程迈出了重要的一步
此前，他们想出了一种在钛金属上“冲压”图案的方法，然后用阳极氧化法生长一层二氧化钛
这些层上有孔，这些孔形成了与金属上人工制作的孔相同的图案
但是因为钛太硬了，邮票没有持续很长时间
现在，他们想出了一个完全避免邮票的方法
当他们在蚀刻的钛模板上生长出一层具有有序排列的孔的二氧化钛后，他们加热，将无定形的、无序的二氧化钛结构转变成晶体形式
然后进行第二次阳极氧化；靠近原始模板表面的层返回到无序状态
因为无序和结晶二氧化钛溶解不同，所以它们能够使用酸选择性地溶解掉仍然与模板接触的层，留下具有相同通孔图案的二氧化钛自由层
他们的方法有许多优点，其中一个主要优点是金属上的模板图案保持不变
移除薄膜后，相同的模板可以重复使用
该团队还对不同的间距进行了实验，深入到间距仅为100纳米的洞内
重要的是，该协议是可扩展的和高吞吐量的，这意味着不久之后工业生产将进入商业产品
该团队希望他们的方法不仅能使广泛的应用更近一步，还能应用于其他具有不同功能的纳米结构材料
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