روش تهیه، مکانیسم رشد و کاربرد نانولوله های تیتانیا/تیتاناتی

نانولوله روش‌های تهیه نانولوله‌ تیتانیا/ تیتاناتی به دو گروه با استفاده از الگو و بدون استفاده از الگو دسته بندی می شوند. در تهیه نانولوله‌های تیتانیا/ تیتاناتی می توان از الگوی نوع مثبت یا منفی (شامل ژل کننده‌های آلی، غشاهای  نانومتخلخل آلومینایی،  نانولوله‌های کربنی، فعال کننده سطحی) به‌منظور دستیابی به شکل نانولوله به عنوان شابلون، قطرهای بزرگ (nm50<) را تهیه کرد. روش‌های بدون استفاده از الگو شامل رشد نانولوله‌ها بر ذره های کلوئیدی، فرایند هیدروترمال قلیایی و آندکاری تیتانیم در حمام‌های دارای فلورید است. کلید توسعه و بهره‌برداری مواد جدید نانوساختار در افزایش درک چگونگی اثر شرایط تهیه بر روی ویژگی های مواد نانوساختار به منظور تهیه مواد مناسب برای کاربردهای ویژه است. در این راستا شناخت مکانیسم تشکیل نانوساختار از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این مقاله روش‌های تهیه، بررسی ریزساختاری این نانولوله‌ها و مکانیسم تشکیل و رشد آن ها و برتری ها و عیبهای هر یک از روش‌ها که توسط پژوهشگران گزارش شده، بیان می‌شود. افزایش چشمگیر سطح ویژه و حجم حفره بهدست آمده بهد لیل مورفولوژی نانولوله است که منجر به افزایش پتانسیل کاربردی این مواد در زمینه‌های گوناگون تبدیل و ذخیره سازی انرژی، کاتالیست‌ها، الکتروکاتالیست‌ها، کاتالیست‌های نوری، مواد مغناطیسی، رهاسازی دارو ، کاربردهای زیستی، کامپوزیت‌ها، تکمیل سطح، پوشش‌های تریبولوژیکی و ... می‌شود.

Synthesis, Growth Mechanism, and Applications of Titania/Titanate Nanotubes

The synthesis methods for titania/ titanate nanotubes can be split into two categories: template and nontemplated procedures. The templates can be classified into positive and negative (include: oregano gelator, macroporous alumina membranes, carbon nanotubes, surfactant) that synthesized nanotubes with diameters > 50 nm. The nontemplating methods include alkaline hydrothermal, anodization of titanium in fluoride bathing, seeded growth. The key to developing and exploiting new nanostructured materials lies in an improved knowledge of how synthesis conditions affect properties of nanostructured materials in order to tailor materials to specific needs, In particular, a knowledge of the mechanism of nanostructure formation is very important. In this paper, synthesis methods, microstructure, mechanism of formation and growth and their advantages and disadvantages for these nanotube reported by researchers are reviewed. The nanotube morphology, the highly surface area, and pore volume, render titania/titanate nanotubes promoting materials for many applications in different fields which include energy conversion and storage, catalysis, electro catalysis, photo catalysis, magnetic materials, drug delivery, bioapplications, composites, surface finishing, tribological coatings.