二氧化鈦是一種廉價的，但用途廣泛的材料。它是用來作為墻面涂料中的顏料，作為在醫(yī)療植入物的生物相容性涂層，在化學(xué)工業(yè)中作為催化劑，在防曬中做UV保護(hù)。當(dāng)用作薄涂層時，它可以保持所有各種表面整潔明亮。氧化鈦在電子行業(yè)的使用，目前正在調(diào)查中。所有這些特性的基礎(chǔ)可能是原子特性，這是TU維也納應(yīng)用物理研究所的UlrikeDiebold和普林斯頓大學(xué)的弗里克實(shí)驗(yàn)室以及他們的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的。

二氧化鈦的表面與氧之間的反應(yīng) Diebold的實(shí)際專長的是表面的物理和化學(xué)性質(zhì)。“材料的表面構(gòu)成了有趣的根本問題，但對于應(yīng)用也很重要”物理學(xué)家解釋。例如，二氧化鈦的表面與空氣中的氧氣進(jìn)行反應(yīng)。 維也納展示了這是如何在原子級上發(fā)生的。Diebold團(tuán)隊(duì)的MartinSetvin用掃描式隧道顯微鏡拍下了表面反應(yīng)的圖片。在這種方法中，細(xì)金屬端頭保持極其接近表面，而不實(shí)際接觸。電壓施加在端頭與樣品之間，它創(chuàng)建了唄成為隧道電流的東西。這個電流被測量并顯示為圖像。

二氧化鈦晶體中的氧空位 用這種制作令人印象深刻的照片的方法，可以清楚地分辨出單個原子。通過在端頭與二氧化鈦晶體之間施加高電壓，研究人員能夠填補(bǔ)原子結(jié)構(gòu)中由于單氧原子流失到表面所造成的空缺，并形成圖像。此外，在一系列的圖像中，Diebold的團(tuán)隊(duì)能夠顯示游離的氧分子怎樣鑲嵌到表面的。

展望：二氧化鈦?zhàn)鳛楣獯呋瘎? 伴隨這些結(jié)果，維也納的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)能夠證實(shí)氧化鈦晶體中的原子動態(tài)，這在之前僅僅是在理論上被預(yù)言。“我們的研究結(jié)果清楚地表明這些氧空位對于二氧化鈦的化學(xué)性質(zhì)是多么重要”，Diebold對于她的研究小組的新成果這樣陳述。“我們還能夠演示我們可以改變光催化活性的氧原子的充電狀態(tài)。可能在以后它將有可能產(chǎn)生更積極的富含氧氣的光催化劑。他們可以二氧化鈦和光的幫助下將二氧化碳轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)化成有用的烴類。”