Химики МГУ имени М.В. Ломоносова добились идеального контроля над параметрами наночастиц для солнечных батарей и косметики, сообщила пресс-служба вуза.
Ученые химического факультета и факультета наук о материалах университета исследовали, как неорганические компоненты влияют на форму и размеры микрочастиц оксида титана, и предложили методику, позволяющую получать частицы с нужными параметрами. Результаты этой работы опубликованы в журнале Materials и могут быть применены в разных сферах: от фотовольтаики до косметологии.
Разработанная методика позволяет контролируемо путем гидролиза бутоксида титана в этаноле в присутствии гидроксида натрия синтезировать микросферы оксида титана диаметром от 300 нм до 1,5 мкм. По словам одного из авторов работы, младшего научного сотрудника кафедры неорганической химии МГУ Ирины Колесник, впервые систематически изучено влияние концентраций воды и гидроксида натрия на размер синтезируемых частиц оксида титана. Она подчеркнула, что ранее никто не изучал влияние гидроксида натрия в широком диапазоне концентраций.
Отмечается, что такие микросферы могут использоваться как наполнители для хроматографических колонок, в солнечных батареях и в косметических солнцезащитных средствах. Во всех случаях сферическая форма частиц и их размеры являются важными характеристиками. Также важны кристалличность, пористость и средний размер микросфер.
В косметических средствах лучше использовать аморфный оксид титана, так как он не проявляет фотокаталитической активности и потому не может быть источником свободных радикалов, вызывающих окислительный стресс. Сферическая форма частиц, в свою очередь, позволяет добиться мягкого фокуса, позволяющего скрыть морщинки и другие несовершенства кожи.
Для применения в хроматографии более важны размеры микросфер (более 1 мкм), их узкое распределение по размерам и высокая пористость, отмечают ученые. Для солнечных батарей критична высокая кристалличность.
Подчеркивается также гибкость предложенной московскими учеными методики. Так, она позволяет получать микросферы с заданными характеристиками, задавая условия проведения синтеза и термической обработки микросфер. Теперь для получения микросфер диаметром 500 нм, состоящих из кристаллического анатаза, нужно просто провести гидролиз бутоксида титана в присутствии нужных концентраций воды и щелочи и подвергнуть их термической обработке.
По данным исследования, микросферы, состоящие из аморфного оксида титана, имеют низкую фотокаталитическую активность, но их солнцезащитные свойства не уступают свойствам коммерческого косметического пигмента. Ученые не исключили, что в скором времени частицы оксида титана правильной сферической формы станут одним из ключевых компонентов новых солнцезащитных средств.
Смотрите также:
- Ученые МГУ изучили светочувствительные жидкокристаллические полимеры →
- Учёные МГУ разработали способ повышения КПД солнечных батарей →
- Зачем китайцам «искусственное солнце»? →