单晶ZnO纳米棒阵列是良好的电子传输通道，可以将光催化分离产生的电子和空穴快速导出，光电响应特性好，电荷传输效率高。同时，单晶ZnO纳米棒阵列薄膜具有亲水性和光氧化降解能力，并且可提高衬底表面的透过率（增透，n～1.23），但是其化学性质不稳定影响实际应用。
中国科学院苏州生物医学工程技术研究所检验室研究员董文飞带领研究团队基于此材料体系，探索出一种简便的水热合成方法（图1），制备了ZnO@TiO2核壳结构纳米棒阵列超亲水自清洁表面（图2）。研究表明，将单晶ZnO纳米棒包覆TiO2壳层后，可以显著增加纳米结构材料比表面积，提高光电转换效率和光氧化降解能力（图3），并有效改善其酸碱环境下的化学稳定性。同时，TiO2壳层具有比ZnO薄膜更高的亲水性，并且ZnO@TiO2纳米棒薄膜的可见光波段增透特性比衬底材料提高约5%（图4）。
因此，这种ZnO@TiO2核壳结构纳米棒阵列薄膜化学性质稳定，兼具表面增透和超亲水特性，可以实现较好的自清洁功能，在光电子器件表面有机污染物降解等方面具有广阔的应用前景。相关结果发表在Journal of Materials Chemistry A, 2014, 2: 7313-7318。
以上工作得到国家自然科学基金、国家重大基础研究项目、中国国际科学技术合作项目、吉林省科技厅、苏州市科技局和中科院“百人计划”等项目的支持。
图1 ZnO@TiO2核壳结构纳米棒阵列制备流程
图2 ZnO@TiO2核壳结构纳米棒阵列扫描电镜（SEM）照片
图3 ZnO@TiO2核壳结构纳米棒阵列薄膜罗丹明B（Rh B）降解特性
图4 ZnO@TiO2核壳结构纳米棒阵列增透和超亲水特性
