Диоксид титана в настоящее время широко используется в качестве косметического пигмента, причем спектр его применения постоянно расширяется. Он входит не только в состав солнцезащитных кремов в качестве физического УФ-фильтра, но и в состав декоративной косметики как пигмент белого цвета, дополнительно обеспечивающий защиту от ультрафиолетового излучения. При этом разработка новых косметических пигментов на основе TiO2 остается актуальной, поскольку к ним предъявляются все более высокие требования, связанные как с их оптическими характеристиками, которые проявляются в составе различных средств, так и с их безопасностью.
В нашей группе развивается несколько направлений исследований, связанных с диоксидом титана. Первое из них – разработка косметических пигментов нового поколения на основе аморфной, а также различных кристаллических модификаций диоксида титана с контролируемой формой частиц и размером 1-10 мкм.
Микрофотография частиц TiO2.
Второе направление исследований посвящено разработке масштабируемых подходов к формированию одномерных (с периодичностью в одном пространственном направлении) фотонных кристаллов на основе анодного оксида титана с контролируемым положением фотонных запрещенных зон в энергетическом спектре.
Фотонные кристаллы – материалы с пространственной модуляцией диэлектрической проницаемости на масштабе, сопоставимом с длиной волны света. Такие материалы обладают набором фотонных запрещённых зон и могут быть использованы для управления световыми потоками. Однако дефекты структуры фотонных кристаллов приводят к ухудшению их оптических характеристик. Отработка простой, но в то же время эффективной технологии изготовления фотонных кристаллов с минимальным количеством дефектов является актуальной задачей материаловедения. Одним из наиболее многообещающих методов получения фотонных кристаллов на основе диоксида титана является анодирование при периодически изменяющемся напряжении/плотности тока.
Фотонные кристаллы на основе диоксида титана перспективны в качестве:
- элементов оптических фильтров и сенсоров;
- компонентов сенсибилизированных красителем солнечных батарей;
- фотоанодов, используемых при фотокаталитическом разложении воды;
- фотокатализаторов для разложения органических соединений.
Микрофотография слоистой пленки анодного оксида титана.