Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio se han dado cuenta de una producción de alto rendimiento de ordenó membranas de orificio pasante de dióxido de titanio. Las capas de titania se cultivaron mediante anodización sobre titanio grabado con máscara antes de cristalizarlas. Aplicando una segunda anodización, convirtieron parte de la capa de nuevo a un estado amorfo. A continuación, la porción amorfa se disolvió selectivamente para liberar la película dejando intacta la plantilla. Esto allana el camino para la producción industrial de membranas de titania ordenadas para fotónica.

Titania, o dióxido de titanio, podría ser la sustancia más útil de la que nunca ha oído hablar. Es muy utilizado como pigmento, y es el ingrediente activo en la mayoría de los protectores solares, con fuertes propiedades de absorción de rayos UV. Se encuentra como una capa reflectante en espejos, así como revestimientos para autolimpieza, Superficies anti-empañamiento. Es importante para la industria, puede acelerar todo tipo de reacciones químicas en presencia de luz; ya se encuentra en materiales de construcción para acelerar la descomposición de contaminantes nocivos en el aire, con trabajos en curso para aplicarlo a los filtros de aire, purificadores de agua y celdas solares.

Es la fuerte interacción entre la titania y la luz lo que lo convierte en el material del futuro para una amplia gama de aplicaciones relacionadas con la fotónica. particularmente cristales fotónicos, matrices ordenadas de material que pueden absorber o transmitir luz dependiendo de su longitud de onda. Para hacer estos "cristales, "Los investigadores han encontrado formas de crear películas de titania porosas en el laboratorio, donde pequeños agujeros, decenas de nanómetros de ancho, se modelan en capas delgadas de dióxido de titanio en matrices ordenadas. A pesar de su promesa, sin embargo, todavía no es posible producirlos a gran escala, un gran obstáculo para sacarlos del laboratorio y ponerlos en la última tecnología fotónica.

Ahora, un equipo dirigido por el profesor asociado Takashi Yanagishita y el profesor Hideki Masuda de la Universidad Metropolitana de Tokio han dado un paso importante hacia el desarrollo de un proceso de producción industrial. Previamente, Ellos idearon un método para "estampar" patrones en el metal de titanio antes de hacer crecer una capa de dióxido de titanio usando un método llamado anodización. Las capas tenían agujeros que formaban el mismo patrón que los hechos artificialmente en el metal. Pero debido a que el titanio es tan duro, los sellos no duraron mucho. Ahora, han ideado un método que evita los sellos por completo. Después de que crecen una capa de titania con matrices ordenadas de agujeros en una plantilla de titanio grabada, aplican calor, cambiando lo amorfo, estructura desordenada de la titania en una forma cristalina. Luego pasan por una segunda anodización; una capa cercana a la superficie de la plantilla original vuelve a un estado desordenado. Debido a que la titania desordenada y cristalina se disuelven de manera diferente, luego pueden disolver selectivamente la capa que aún está en contacto con la plantilla usando ácido, dejando una capa libre de titania con el mismo patrón de orificios pasantes.

De las muchas ventajas de su método, un beneficio clave es que el patrón de la plantilla en el metal se deja intacto. Después de quitar la película, la misma plantilla se puede reutilizar una y otra vez. El equipo también experimentó con diferentes espacios, bajando a agujeros espaciados por solo 100 nm. En tono rimbombante, el protocolo es escalable y de alto rendimiento, lo que significa que no pasará mucho tiempo antes de que las cantidades industriales se conviertan en productos comerciales. El equipo espera que su método no solo acerque un paso más la aplicación generalizada, pero se puede aplicar a una amplia gama de otros materiales nanoestructurados con diferentes funciones.