Prosta synteza innowacyjnych nanomateriałów
W ramach finansowanego ze środków UE projektu "Development of hybrid nanostructures for photocatalysis and fuel cell applications" (HYBRID NANOMATERIALS) naukowcy wytworzyli i scharakteryzowali szereg różnych nanomateriałów będących tlenkami metali i siarczkami metali. Przeprowadzone prace przełożyły się na pięć publikacji w recenzowanych czasopismach naukowych. Zespół przedstawił prostą, jednoetapową syntezę szeregu nanomateriałów będących tlenkami metali z jednoźródłowych prekursorów w reakcji rozkładu termicznego. Wśród produktów tej reakcji znalazły się ciasno ułożone warstewki nanokryształów miedzi, nanocząsteczki tlenku miedzi oraz porowate nanoprzewody tlenku manganu. Zróżnicowanie warunków reakcji zapewniło kontrolę nad kształtem i produkcją prostokątnych i taśmowych struktur tlenku żelaza, nanowłókien tlenku kobaltu i nanoprzewodów tlenku cyny. Naukowcy wytworzyli także kilka nanostruktur siarczków metali w trakcie rozkładu termicznego jednoźródłowych prekursorów. Wśród nich znalazły się nanoprzewody siarczku cyny oraz hybrydowe struktury siarczku kadmu (CdS) i tlenku cynku (ZnO). W przypadku tego drugiego związku sieć pionowo ułożonych nanoprzewodów ZnO została wypełniona CdS. Ultracienkie nanoprzewody tlenku tungstenu wykazały duży potencjał w różnych zastosowaniach w sensoryce, ogniwach słonecznych oraz urządzeniach elektrochemicznych wykorzystujących napięcie do sterowania właściwościami optycznymi. Naukowcy wytworzyli i scharakteryzowali nanoprzewody w fazie roztworu. Następnie spowodowali ich wytrącenie na tlenku indowo-cynowego (ITO) z myślą o urządzeniach elektrochemicznych. Synteza nanoprzewodów umożliwiła niezależną kontrolę nad ich długością i średnicą przez różnicowanie trzech składników reakcji i warunków reakcji. Warstewki odkładane na podłożu ITO wykazały obiecujące właściwości optyczne i stabilność, otwierając drogę do tworzenia rozwiązań mogących znaleźć zastosowanie w wyświetlaczach i inteligentnych oknach. Naukowcom udało się również pomyślnie przeprowadzić syntezę hybrydowych nanostruktur nanopiramid metali–ZnO, w których metal może dołączać się zarówno do podstawy, jak i do wierzchołka struktury. To pierwsze doniesienia mówiące o nanopiramidach z wykorzystaniem miedzi lub srebra z ZnO. Wytwarzanie kontrolowanych architektur w skali nano nie jest prostym zadaniem. W projekcie HYBRID NANOMATERIALS udało się je skutecznie wykonać w ramach prostych procesów syntezy dużej liczby nanomateriałów znajdujących liczne ważne zastosowania w przemyśle. Opracowana technologia powinna skrócić czas przetwarzania i zmniejszyć koszty przy jednoczesnemu zwiększeniu niezawodności produktu, i w ten sposób poprawić konkurencyjność unijnego sektora nanotechnologii.
Słowa kluczowe
Nanomateriały, hybrydowe nanostruktury, fotokataliza, zastosowania ogniw paliwowych, hybrydowe nanomateriały
