东京都立大学的科学家们开发了一种新方法，可以使用一系列过渡金属在金属氧化物薄膜中制造有序的纳米孔阵列。该团队使用模板在金属表面上预先形成带有有序凹坑阵列的图案，然后再应用电化学选择性地生长带有孔的氧化物层。该过程使有序过渡金属纳米孔阵列的选择范围更广，可用于新的催化、过滤和传感应用。

纳米技术的一个关键挑战是在纳米尺度上控制材料的结构。在寻找这种长度尺度的多孔材料时，电化学领域提供了一种特别巧妙的策略：使用金属电极(特别是铝和钛)进行阳极氧化，可用于在金属氧化物层中形成有序的“纳米孔”阵列。通过获得合适的条件，这些孔采用高度有序的模式，严格控制它们的间距和大小。这些有序的多孔金属氧化物薄膜非常适合广泛的工业应用，例如过滤和高效催化。但为了让它们走出实验室并得到广泛使用，生产方法需要变得更具可扩展性并与更广泛的材料兼容。

加入由东京都立大学的 Takashi Yanagishita 教授领导的团队，他们一直在推动有序纳米孔阵列制造的界限。在之前的工作中，他们开发了一种可扩展的方法来在氧化铝薄膜中制作有序的纳米孔阵列。该团队的薄膜直径可达 70 毫米，并且很容易从制造它们的基板上分离。现在，他们已经使用这些薄膜使用范围更广的过渡金属氧化物来创建类似的图案。

通过使用有序的纳米多孔氧化铝作为掩模，他们使用氩离子铣削在各种过渡金属(包括钨、铁、钴和铌)的表面蚀刻出有序的浅凹坑阵列。然后，通过对凹坑表面进行阳极氧化，他们发现在凹坑所在的位置形成了带有孔的薄金属氧化物层。先前的努力确实在例如氧化钨膜中制造了纳米级孔，但是这些孔不是有序的，几乎无法控制它们的大小或间距，这使得这是第一次使用这些过渡金属氧化物制造有序的纳米孔阵列。最重要的是，通过改变掩模的特性，他们直接展示了如何轻松调整孔之间的间距，使他们的方法适用于具有不同应用的各种纳米多孔图案。

令人兴奋的应用正在等待这些纳米结构薄膜，包括光催化、传感应用和太阳能电池。该团队相信，他们使用更自由的材料选择制造有序纳米孔阵列的新可扩展、可调方法将有助于推动将这一激动人心的纳米技术领域带出实验室并进入更广阔的世界的努力。

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