مهندسی سطح تیتانیم به کمک فرآیند آندایز الکتروشیمیایی دو مرحله ای: مکانیزم جوانه زنی و رشد نانولوله های اکسید تیتانیم

در سال های اخیر، نانولوله های اکسیدی تیتانیم رشد یافته بر روی زیرلایه فلزی تیتانیم به دلیل کاربردهای گسترده در حوزه پزشکی و انرژی مورد توجه فراوان قرار گرفته اند. یکی از روش های مناسب برای ایجاد این نانوساختارها، فرآیند آندایز الکتروشیمیایی است. پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر آندایز الکتروشیمیایی دومرحله ای بر خواص فیزیکی و شیمیایی نانولوله های اکسید تیتانیم انجام شد. پس از اعمال فرآیند، تحلیل های متالورژیکی لازم جهت مشخصه یابی نمونه ها صورت گرفت. نتایج آزمون رامان وجود پیک های مشخصه اکسید تیتانیم را در لایه ایجادشده تایید کرد. همچنین، آزمون فازیابی پراش پرتو ایکس (XRD) نشان داد که نانولوله های تشکیل شده از نوع TiO₂ بوده و به صورت نانوبلورهای اولیه با فاز غالب آناتاز تشکیل گردیده اند. مشاهدات انجام شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM) نشان می دهد که آندایز دومرحله ای نسبت به آندایز یک مرحله ای قادر است با ایجاد یک الگوی اولیه مناسب، نظم ریزساختاری نانولوله ها را به طور قابل توجهی افزایش دهد؛ به گونه ای که نانولوله ها در مرحله دوم بر اساس الگوی ایجادشده در مرحله نخست رشد کرده و ساختارهایی کاملا موازی و منظم را ایجاد می کنند. بررسی زاویه تماس نیز بیانگر کاهش ۳۸.۷۸ درصدی این پارامتر بوده که خود بیانگر افزایش آبدوستی سطح پس از اعمال آندایز دومرحله ای است. علاوه براین، نتایج آزمون های میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) نشان داد که زبری سطح زیرلایه تیتانیم از ۶۹.۸ به ۲۸۵.۳ نانومتر رسیده که این افزایش زبری به دلیل افزایش سطح ویژه، شرایط مطلوبی را برای کاربردهای زیست پزشکی و استفاده در ایمپلنت ها فراهم می سازد. در نهایت، می توان آندایز دومرحله ای را روشی کلیدی در مهندسی و بهبود نانوساختارهای تیتانیمی دانست.

کلیدواژه ها:

نانولوله های اکسید تیتانیم ، فرآیند آندایز الکتروشیمیایی ، مکانیزم جوانه زنی