Um Novo Padrão para o Crescimento de Arranjos de Nanotubos de TiO2 por Anodização

Reportamos a formação anódica de uma membrana nanotubular de TiO2 auto-sustentada com 720 μm de espessura pela completa consumição de uma amostra de folha de titânio com 250 μm de espessura. Ao empregar a oxidação eletroquímica dupla do titânio em um eletrólito composto por água, NH4F e etileno glicol, obtemos dois arranjos de nanotubos de titânia altamente ordenados e compactados hexagonalmente, com 360 μm de comprimento, que são separados por uma fina camada de óxido compactado; os nanotubos individuais em cada arranjo têm uma razão de aspecto de ∼2200. A anodização potenciostática do titânio em um eletrólito de etileno glicol, NH4F e água aumenta dramaticamente a taxa de crescimento do arranjo de nanotubos para aproximadamente 15 μm/h, representando uma taxa de crescimento ∼750−6000% maior do que a observada, respectivamente, em outros eletrólitos orgânicos polares ou aquosos usados anteriormente para formar arranjos de nanotubos de TiO2. Consideramos os efeitos da composição do eletrólito, potencial aplicado e duração da anodização sobre o comprimento e diâmetro dos nanotubos resultantes em termos de um modelo de taxa de crescimento, com resultados sugerindo que a injeção reduzida de íons hidroxila do eletrólito, que possibilita uma condução iônica rápida em alto campo através da camada de barreira, é responsável pelas altas taxas de crescimento de nanotubos alcançadas. Além disso, conforme relatado aqui pela primeira vez, conseguimos fabricar filmes de arranjos de nanotubos de TiO2 auto-sustentados cuja espessura varia de 50 a 360 μm.