СПОСІБ ВИГОТОВЛЕННЯ НАНОТРУБОК ТА НАНОСТЕРЖНІВ

1. Спосіб виготовлення нанотрубок та наностержнів, що включає занурення наноматриці у ємність з насиченим водним розчином, витримування наноматриці у розчині протягом заданого часу, виймання матриці із насиченого водного розчину, видалення наноматриці за допомогою водного розчину NaOH протягом 5 год, який відрізняється тим, що занурюють наноматрицю анодованого оксиду алюмінію (АОА) у підготовлений насичений водний розчин KН2РО4 при температурі 55 °C, після чого здійснюють контрольоване охолодження до 50 °C, витримують наноматрицю у розчині при температурі 50 °C, просушують сформовану нанокристалічну структуру АОА:KН2РО4 у термостаті при температурі 60 °C протягом 20 год. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що нанотрубки формуються при витримці 4,5 год, а наностержні формуються при витримці 24 год.

Корисна модель належить до технології виготовлення нанотрубок та наностержнів з використанням пористих оксидних матриць, зокрема анодованого оксиду алюмінію (АОА), та може бути використана у виробництві мікро- і наноелектронних пристроїв, сенсорів, елементів зберігання енергії, а також у біомедичних та каталізаторних застосуваннях. Відомий спосіб одержання нанодротів та нанотрубок з алюмінієвих мембран з проникаючими порами, описаний у статті [1]. У даній роботі представлено метод отримання наноструктурованих матеріалів з використанням алюмінієвих мембран, які виступають у ролі шаблонів, цей спосіб виготовлення нанотрубок та наностержнів, який складається з занурення наноматриці у ємність з насиченим водним розчином, витримування наноматриці у розчині протягом заданого часу, виймання матриці із насиченого водного розчину, видалення наноматриці за допомогою водного розчину NaOH протягом 5 годин. Недоліками створення таких наноструктурованих матеріалів ускладнюється через необхідність використання герметичної касети, в яку вертикально встановлюється матриця. Для процесу синтезу потрібно одночасно подавати два різні розчини з обох боків мембрани - зліва, наприклад, розчин А, справа - розчин Б (або навпаки). Крім того, формування нанодротів вимагає тривалого витримування при кімнатній температурі протягом 48 годин, що значно збільшує тривалість технологічного циклу. В основу корисної моделі поставлено задачу створити спосіб виготовлення нанотрубок та наностержнів, у якому завдяки спрощенню конструкції процесу, забезпечується зменшення тривалості синтезу при заданій температурі, і за рахунок цього підвищуються енергоефективність, технологічна зручність процесу, а також забезпечується стабільне формування однорідних наноструктур. Поставлена задача вирішується тим, що у способі виготовлення нанотрубок та наностержнів, який складається з занурення наноматриці у ємність з насиченим водним розчином, витримування наноматриці у розчині протягом заданого часу, виймання матриці із насиченого водного розчину, видалення наноматриці за допомогою водного розчину NaOH протягом 5 годин, згідно корисної моделі, наноматриця анодованого оксиду алюмінію (АОА) занурюється у підготовлений насичений водний розчин KН2РО4 при температурі 55 °C, після чого здійснюється контрольоване охолодження до 50 °C, і вона витримується у цьому розчині при температурі 50 °C, після чого сформована нанокристалічна структура AOA:KН2РО4 просушується у термостаті при температурі 60 °C протягом 20 год залежно від тривалості витримки у насиченому водному розчині KH2PO4, у порах AOA формуються, наностержні при витримці 20 год, а наностержні при витримці 4,5 год. Для реалізації способу виготовлення нанотрубок AOA:KН2РО4 готується насичений водний розчин KН2РО4 при 55 °C. У підготовлений розчин занурюється наноматриця анодованого оксиду алюмінію, після чого температура поступово знижується до 50 °С. Матриця витримується у розчині 4,5 год при 50 °С, що забезпечує формування нанотрубок KН2РО4 у порах АОА. Після цього матриця виймається та просушується у термостаті при 60 °С протягом 20 год, а для отримання вільностоячих нанотрубок матриця розчиняється у водному розчині NaOH протягом 5 годин при кімнатній температурі. Для реалізації способу виготовлення наностержнів AOA:KH2PO4 готується насичений водний розчин KH2PO4 при 55 °C. У підготовлений розчин занурюється наноматриця анодованого оксиду алюмінію, після чого температура поступово знижується до 50 °C. Матриця витримується у розчині 24 год при 50 °C, що забезпечує формування наностержнів KH2PO4 у порах AOA. Після цього матриця виймається та просушується у термостаті при 60 °C протягом 20 год, а для отримання вільностоячих наностержнів матриця розчиняється у водному розчині NaOH протягом 5 год при кімнатній температурі. Джерело інформації: 1. Yuanzhe Piao, Hyunchang Lim, Ji Young Chang, Won-Yong Lee, Hasuck Kim. "Nanostructured materials prepared by use of ordered porous alumina membranes", Electrochimica Acta, Volume 50, Issues 15, 2005, Pages 2997-3013, https://doi.org/10.1016/j.electacta.2004.12.043. - найближчий аналог.