鋁陽(yáng)極氧化理論及其基本特性分析綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u20143鋁陽(yáng)極氧化理論及其基本特性分析綜述 1156591.1陽(yáng)極氧化技術(shù)介紹 16191.2鋁陽(yáng)極氧化膜的結(jié)構(gòu) 1206091.3鋁陽(yáng)極氧化機(jī)理 1237881.3.1第一階段 189811.3.2第二到第三階段 1245921.3.3第三到第四階段 1178371.3.4小結(jié) 177701.4常用的鋁陽(yáng)極氧化工藝 167051.5陽(yáng)極氧化鋁膜穿孔研究進(jìn)展 1280971.5.1化學(xué)腐蝕法 1214431.5.2干蝕法 176411.5.3電解剝離法 1124721.5.4脈沖電壓法 1134171.5.5階梯降壓法 113671.5.6高電流擊穿法 130001.5.7電化學(xué)法 196041.5.8有多孔鋁支撐的化學(xué)侵蝕法 1184381.6陽(yáng)極氧化鋁膜的應(yīng)用 1278361.6.1制造納米線 115551.6.2制造納米錐 1243431.6.3儲(chǔ)能材料 1293471.6.4分子分離 1294771.6.5生物傳感器 1151991.6.6生物醫(yī)學(xué)工程 1陽(yáng)極氧化技術(shù)介紹陽(yáng)極氧化指將金屬或其合金作為陽(yáng)極放入電解液中，在外加電場(chǎng)的作用下，發(fā)生氧化反應(yīng)，在其表面產(chǎn)生一層氧化膜。由于表面產(chǎn)生了新的物質(zhì)，其物理化學(xué)性能也會(huì)發(fā)生改變，所以陽(yáng)極氧化技術(shù)也是一種常見(jiàn)的表面處理技術(shù)。鋁金屬表面在空氣中就能自己形成一層氧化膜，但是由于其厚度很薄通常只有5nm左右，硬度也較低，很難對(duì)鋁金屬起到有效保護(hù)。而陽(yáng)極氧化產(chǎn)生的氧化膜厚度能達(dá)到10μm左右，維氏顯微硬度可以達(dá)到500HV[1]，這能更好的保護(hù)鋁金屬。鋁陽(yáng)極氧化膜通常具有蜂窩狀孔結(jié)構(gòu)，將這些孔洞填入顏料再將它們封起來(lái)就能改變鋁制品表面的顏色，我們目前使用的很多鋁制外殼設(shè)備就是使用了這種技術(shù)改變了表面顏色，而且同時(shí)還增強(qiáng)了表面的機(jī)械強(qiáng)度，增加了產(chǎn)品的使用壽命。當(dāng)前，鋁陽(yáng)極氧化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)不再局限于鋁制品本身的表面改性處理。納米材料領(lǐng)域近三十年來(lái)一直是一個(gè)熱門研究領(lǐng)域，由于經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化處理的鋁制品表面形成的孔洞通常在幾個(gè)納米到幾百個(gè)納米之間，再經(jīng)過(guò)一些特定步驟處理能使孔洞排列高度有序[2]，并且該技術(shù)相對(duì)于光刻等技術(shù)具有成本低廉、操作技術(shù)難度低等特點(diǎn)，因此多孔陽(yáng)極氧化鋁膜被廣泛用于各類納米材料的制造[3]。陽(yáng)極氧化鋁膜由于本身具有多孔結(jié)構(gòu)，還有優(yōu)良的介電性能，將其孔內(nèi)填充其他材料，可結(jié)合其他材料的優(yōu)良性能制成新的復(fù)合功能材料，為新型功能材料的制備提供了思路。圖1.1Keller等人提出的多孔陽(yáng)極氧化鋁結(jié)構(gòu)模型圖1.2多孔陽(yáng)極氧化鋁膜阻擋層示意圖圖1.1Keller等人提出的多孔陽(yáng)極氧化鋁結(jié)構(gòu)模型圖1.2多孔陽(yáng)極氧化鋁膜阻擋層示意圖據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道根據(jù)電解液的酸堿度的不同，會(huì)生長(zhǎng)出兩種不同的類型的陽(yáng)極氧化物，中性或堿性電解液條件下一般生成的是致密無(wú)孔結(jié)構(gòu)，在酸性電解液條件下一般生成的是規(guī)則多孔結(jié)構(gòu)[4]，本文研究的對(duì)象主要是多孔結(jié)構(gòu)的陽(yáng)極氧化鋁膜。圖1.3多孔陽(yáng)極氧化鋁結(jié)構(gòu)參數(shù)示意圖1953年Keller等[5]提出了多孔陽(yáng)極氧化鋁結(jié)構(gòu)模型，認(rèn)為其是由規(guī)則的、緊密排列的六邊形結(jié)構(gòu)單元組成。每個(gè)結(jié)構(gòu)單元中心位置都有一個(gè)孔，其截面呈星形，其末端與前端平行，如圖1.1所示。后來(lái)，隨著掃描電子顯微鏡技術(shù)的發(fā)展，人們直接觀察到了多孔陽(yáng)極氧化鋁膜的形貌，也證實(shí)了Keller的部分猜想，目前人們認(rèn)同的結(jié)構(gòu)如圖1.2所示，與圖1.1不同的是其每個(gè)結(jié)構(gòu)單元的界面呈圓形，其末端為球形。如圖1.3所示多孔陽(yáng)極氧化鋁主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有孔徑大小Dp、孔間距Dint和阻擋層厚度t圖1.3多孔陽(yáng)極氧化鋁結(jié)構(gòu)參數(shù)示意圖圖1.4鋁箔陽(yáng)極氧化四個(gè)階段示意圖鋁陽(yáng)極氧化機(jī)理圖1.4鋁箔陽(yáng)極氧化四個(gè)階段示意圖在鋁的陽(yáng)極氧化過(guò)程中，多孔結(jié)構(gòu)的形成可分為四個(gè)階段[6]。每個(gè)階段都與膜生長(zhǎng)過(guò)程中的特定步驟相關(guān)。圖1.4展示了在恒電壓條件下電流密度與時(shí)間的關(guān)系曲線，圖片上方的插圖形象的描繪了不同階段多孔氧化物膜的生長(zhǎng)演變。鋁陽(yáng)極氧化過(guò)程中不同階段涉及的化學(xué)反應(yīng)如下：2Al3+（ox）+3O2-（ox）→Al2O3(1-1)Al2O3+6H+(aq)→2Al3+（aq）+3H2O（l）(1-2)Al3+（ox）→Al3+（aq）(1-3)2O2-（ox）→O2（g）+4e-(1-4)2H2O（l）→O2-（ox）+OH-（ox）+3H+（aq）(1-5)陽(yáng)極氧化物的形成主要發(fā)生在金屬/氧化物界面，如反應(yīng)(1-1)所示。陽(yáng)極氧化鋁的溶解主要發(fā)生在氧化物/電解質(zhì)界面，如反應(yīng)(1-2)所示。由于施加外部電場(chǎng)，Al3+離子從金屬表面向電解質(zhì)溶液中擴(kuò)散，如反應(yīng)(1-3)所示。反應(yīng)(1-3)和反應(yīng)(1-4)會(huì)降低陽(yáng)極氧化過(guò)程效率。反應(yīng)(1-5)表示發(fā)生在氧化物/電解質(zhì)界面水分子的解離。第一階段此階段，電流密度的指數(shù)遞減與氧化物阻擋層的快速形成過(guò)程有關(guān)，由于其表面形成了致密的氧化物絕緣層而導(dǎo)致電阻增加，該絕緣層的厚度會(huì)隨時(shí)間的增加而增加。幾種模型描述了在恒定電壓條件下觀察到了電流，Verwey模型認(rèn)為離子在氧化膜內(nèi)的傳輸是產(chǎn)生此現(xiàn)象的決定性因素，Cabrera和Mott模型認(rèn)為離子移動(dòng)速率與其穿過(guò)金屬/氧化物界面的傳輸速率決定，Dewald還考慮了離子穿過(guò)氧化物/電解質(zhì)界面的傳輸速率的影響。隨后還發(fā)展了點(diǎn)缺陷模型，它考慮了氧化膜的溶液和其中點(diǎn)缺陷的存在的影響。Lohrengel模型不僅考慮了離子的擴(kuò)散和遷移，還考慮了應(yīng)力誘變的材料流動(dòng)對(duì)離子移動(dòng)的影響。第二到第三階段此階段，初始電流密度大小與初期孔徑大小對(duì)應(yīng)，這種對(duì)應(yīng)關(guān)系會(huì)持續(xù)到一個(gè)最大值，該最大值與氧化物阻擋層的擊穿以及氧化物初期無(wú)序多孔結(jié)構(gòu)的實(shí)際生長(zhǎng)狀況有關(guān)，并且第二階段孔的生長(zhǎng)狀況不均勻。目前有兩個(gè)理論試圖解釋，在快速形成氧化物阻擋層后不均勻多孔結(jié)構(gòu)是如何形成的這一問(wèn)題。一是場(chǎng)輔助機(jī)制，O`Sullivan和Wood認(rèn)為在初始阻擋層上的局部缺陷集中導(dǎo)致了該層的不均勻生長(zhǎng)，孔點(diǎn)核先出現(xiàn)在氧化物層較薄區(qū)域。二是應(yīng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)制，Shimizu和Thompson認(rèn)為應(yīng)力是此階段孔生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素，由于金屬基板被氧化，金屬/氧化物界面處因體積膨脹而產(chǎn)生應(yīng)力，該應(yīng)力的拉伸作用可能有助于陽(yáng)極氧化膜局部的開(kāi)裂。高的局部電流密度可能產(chǎn)生在開(kāi)裂部位，并且由離子從鋁基上脫離的過(guò)程被消耗，從而導(dǎo)致膜生長(zhǎng)不均勻。第三到第四階段此階段，無(wú)序的孔開(kāi)始合并，孔密度逐漸降低至達(dá)到穩(wěn)定，互相平行且垂直于表面的孔開(kāi)始生長(zhǎng)，與此同時(shí)電流密度也逐漸降低至趨于穩(wěn)定。在電流穩(wěn)定階段，阻擋層的厚度穩(wěn)定不變，多孔結(jié)構(gòu)在形成氧化鋁和氧化鋁溶解這兩種相反的反應(yīng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡中增加厚度。根據(jù)上述情況，電解液中會(huì)存在溶解的Al3+，這些Al3+會(huì)與電解液中帶反向電荷的陰離子形成水溶性絡(luò)合物，它們可能附著在多孔管道表層。盡管對(duì)這些陰離子物質(zhì)的作用機(jī)制還未完全明了，但它們被觀察到在孔道的生長(zhǎng)和自有序排列上有重要作用。除此之外，朱緒飛等人[7]對(duì)不同氣壓條件下鋁在磷酸溶液中的陽(yáng)極氧化過(guò)程進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在真空條件下陽(yáng)極氧化過(guò)程中氧氣析出非常明顯，得出了鋁陽(yáng)極氧化過(guò)程中產(chǎn)生氧氣量的多少會(huì)對(duì)多孔膜的形成和增長(zhǎng)有重要影響。小結(jié)陽(yáng)極氧化鋁形成機(jī)理仍然不明確，對(duì)于阻擋層的形成和多孔結(jié)構(gòu)的形成有多種不同的模型被提出，其中一些觀點(diǎn)相同一些觀點(diǎn)矛盾，尚未形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。未來(lái)仍需對(duì)其孔的形成、自有序結(jié)構(gòu)形成和陽(yáng)極氧化過(guò)程的實(shí)際情況進(jìn)行深入研究，以擴(kuò)大這種多孔材料的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域。常用的鋁陽(yáng)極氧化工藝電解液是陽(yáng)極氧化過(guò)程必不可少的原料，不同種類的電解液會(huì)對(duì)氧化膜層的顏色產(chǎn)生影響，常用的電解液多為一些含氧酸。例如，草酸、硫酸、磷酸、鉻酸、丙二酸等。草酸溶液當(dāng)電解液產(chǎn)生的氧化膜層一般為銀帶黃色，硫酸溶液當(dāng)電解液產(chǎn)生的氧化膜層一般為無(wú)色透明，磷酸溶液當(dāng)電解液產(chǎn)生的氧化膜層一般為透明帶白色，鉻酸溶液當(dāng)電解液產(chǎn)生的氧化膜層一般為銀帶白色不透明，丙二酸當(dāng)電解液產(chǎn)生的氧化膜層一般為銀帶褐色。不同的陽(yáng)極氧化工藝也會(huì)對(duì)陽(yáng)極氧化鋁膜的特征參數(shù)產(chǎn)生影響，目前常用的陽(yáng)極氧化工藝有輕質(zhì)陽(yáng)極氧化、硬質(zhì)陽(yáng)極氧化、脈沖陽(yáng)極氧化和循環(huán)陽(yáng)極氧化。輕質(zhì)氧化通常氧化電壓較低一般在100V以下，氧化時(shí)間較長(zhǎng)通常在10h以上，其樣品有序度通常較硬質(zhì)氧化高。硬質(zhì)陽(yáng)極氧化通常氧化電壓較高，可達(dá)500V以上，但氧化時(shí)間較短，適合快速制備的需求，早些年這種方法制備的樣品孔的有序度較低，但隨著研究的深入，人們通過(guò)往電解液中加入其他物質(zhì)和改變電壓升降等方法，也制備出了高度有序的多孔陽(yáng)極氧化膜。脈沖陽(yáng)極氧化和循環(huán)陽(yáng)極氧化都是改變電壓作用模式，這兩種方法能制備出多種孔徑大小在同一個(gè)孔中組合存在的樣品。常規(guī)的陽(yáng)極氧化電壓多在100V以下，過(guò)高的電壓會(huì)使樣品擊穿或燃燒。李屹等人[8]通過(guò)往草酸電解液中加入乙醇，使用180V的電壓制備了多孔鋁陽(yáng)極氧化膜。以此為基礎(chǔ)，覃玉燕[9]使用程序升壓的辦法在500V的電壓下制備了多孔鋁陽(yáng)極氧化膜，而且這種方法縮短了制備時(shí)間。陽(yáng)極氧化鋁膜穿孔研究進(jìn)展陽(yáng)極氧化鋁膜底部有一層阻擋層，限制了其在一些領(lǐng)域的應(yīng)用，若將其底部阻擋層去除，制成通孔結(jié)構(gòu)的氧化鋁膜，則可擴(kuò)展其用途。以下是目前主要的幾種制備通孔結(jié)構(gòu)氧化鋁膜的方法?；瘜W(xué)腐蝕法化學(xué)腐蝕法是利用酸或堿將阻擋層溶解去除。所用的化學(xué)腐蝕液大多為一定濃度的磷酸或鉻酸。Masuda等[10]采用飽和HgCl2溶液溶去鋁基體，再用5(wt)%的磷酸溶液在30℃條件下溶解阻擋層，獲得了外形良好的通孔氧化膜。由于磷酸溶液對(duì)孔壁也有腐蝕作用，為了在去除阻擋層的過(guò)程中避免孔徑的擴(kuò)大，他們?cè)谌芙怃X基體前，先在氧化膜的正面附上一層由硝化纖維素和聚酯樹(shù)脂溶解在乙酸乙酯、乙酸丁酯和庚烷中制成的有機(jī)保護(hù)層。它不僅能阻擋磷酸溶液進(jìn)入納米孔洞，而且為薄而脆的氧化膜提供有效支撐，避免操作過(guò)程中可能發(fā)生的破裂。Schneider等[11]采用逆電剝離技術(shù)使氧化膜與鋁基體分離，然后用5(wt)%的磷酸對(duì)阻擋層進(jìn)行腐蝕。為了避免孔壁被腐蝕，操作時(shí)不是將整個(gè)氧化膜浸入溶液，而是阻擋層一面朝下，讓氧化膜在表面張力的作用下漂浮在溶液表面，達(dá)到預(yù)定時(shí)間后小心地拿起，沖洗、干燥后用SEM和AFM觀察阻擋層一側(cè)的形貌。在磷酸腐蝕過(guò)程中，氧化膜各區(qū)域的阻擋層腐蝕速度是不均一的。在化學(xué)腐蝕過(guò)程中，這些不規(guī)則處腐蝕速度快，因此腐蝕時(shí)間長(zhǎng)，不規(guī)則處腐蝕過(guò)度，發(fā)生連孔的現(xiàn)象；而腐蝕時(shí)間短，大部分阻擋層不會(huì)穿孔。要得到大范圍均勻穿孔的陽(yáng)極氧化膜，必須控制好腐蝕液的溫度和腐蝕時(shí)間。Yanagishita等[12]采用濃硫酸二層陽(yáng)極氧化法制備了高度有序的多孔氧化鋁通孔膜。該方法在先草酸溶液中形成多孔氧化鋁層后，在濃硫酸中通過(guò)二次陽(yáng)極氧化在第一層陽(yáng)極氧化鋁層下部形成高溶解性的氧化鋁層。然后使用1.8(wt)%的鉻酸和6(wt)%的磷酸混合液在30℃條件下處理15分鐘選擇性地溶解第二層氧化鋁層，從而獲得多孔氧化鋁通孔膜。這種制備方法在控制好處理時(shí)間的情況下，混合溶液對(duì)孔壁的腐蝕較小?；瘜W(xué)腐蝕法的操作比較簡(jiǎn)單,通孔的陽(yáng)極氧化膜大多采用該法制備。但一般情況下腐蝕液對(duì)孔壁有腐蝕作用，導(dǎo)致孔徑變大。若想減少孔壁的腐蝕，則需要在處理前對(duì)孔壁進(jìn)行涂層處理。干蝕法干蝕法(dryetchmethods)屬于物理方法，這類方法通過(guò)聚焦高能粒子束的作用來(lái)去除阻擋層，主要有等離子刻蝕(plasmaetching)和離子磨光(ionmilling)。Ba等[13]采用HgCl2溶解鋁基體，然后用Ar+等離子體對(duì)裸露的阻擋層進(jìn)行刻蝕，以150W的射頻功率處理1h后，成功去除了阻擋層。Xu等[14]采用離子磨光技術(shù)，對(duì)Ar+離子轟擊磨光時(shí)間與阻擋層的穿孔效果之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，結(jié)果表面，轟擊時(shí)間短，可得到較小的孔徑;而長(zhǎng)時(shí)間轟擊，則得到了較大的孔徑。干蝕法簡(jiǎn)單高效，且對(duì)孔壁幾乎無(wú)影響。但是需要昂貴的精密設(shè)備，成本較高，操作難度也較大。電解剝離法電解剝離法是一種把氧化膜和鋁基體分離的方法，一般采用逆向電解剝離[15]。在陽(yáng)極氧化結(jié)束后改變電極極性，控制電流密度逐步升高，此時(shí)溶液中的氫離子會(huì)移向阻擋層底部，并在多孔氧化鋁層和金屬鋁基體的界面處析出氫氣，隨著析出氫氣量增多，氣壓增大，多孔氧化鋁層和鋁基體間出現(xiàn)縫隙，并最終完全脫離。這種情況下，阻擋層和多孔氧化鋁層會(huì)作為一個(gè)整體和鋁基體分離，還需要再結(jié)合化學(xué)腐蝕、干蝕等方法才能去除阻擋。脈沖電壓法Hélio等[16]通過(guò)脈沖電壓法，將多孔氧化鋁層與阻擋層直接分開(kāi)，這種方法有效地避免了由化學(xué)腐蝕引起的孔隙增大問(wèn)題。Yuan等[17]將經(jīng)過(guò)兩次陽(yáng)極氧化后的多孔氧化鋁膜，放入70%HClO4和(CH3CO)2混合溶液中在15℃下，向溶液中施加比氧化物形成電壓高5V的脈沖電壓持續(xù)3s，阻擋層與多孔氧化鋁層立即分離。這種方法使用的溶液不含重金屬離子，可有效避免由于重金屬離子殘留引起的問(wèn)題。階梯降壓法階梯降壓法首先由Furneaux[18]提出,即在陽(yáng)極氧化后期將氧化電壓以一定的幅度降低,電壓降低后電流也會(huì)迅速降低到一個(gè)較小的值,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,又緩慢回升,最后達(dá)到一個(gè)小于原先電流值的穩(wěn)定值。此時(shí)再將電壓降低一定的幅度,電流又按上述規(guī)律變化。如此往復(fù)操作,直到電壓降到0V為止。階梯降壓法的原理是,阻擋層厚度與陽(yáng)極氧化時(shí)的電壓成正比,隨著電壓的下降,阻擋層的厚度也會(huì)減薄。當(dāng)電壓為0時(shí)，阻擋層的厚度為零，即發(fā)生穿孔。高電流擊穿法高電流擊穿法[19]是在陽(yáng)極氧化膜經(jīng)階梯降壓減薄阻擋層后，再施加較大的還原電流把阻擋層擊穿的方法。高電流所產(chǎn)生的高電場(chǎng)會(huì)破壞阻擋層的結(jié)構(gòu)，使之產(chǎn)生裂縫，同時(shí)隨著氫氣的析出，壓力不斷增大，又促使這些裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大，最終使阻擋層被擊穿。電化學(xué)法電化學(xué)法[20]去除阻擋層是基于施加外加電場(chǎng)致使靠近阻擋層部位的溶液的pH發(fā)生變化，或趨于酸性，或趨于堿性，利用酸或堿溶解氧化鋁的特性，使阻擋層被去除。由于電化學(xué)體系的電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程發(fā)生在阻擋層附近，電場(chǎng)的作用可使pH的變化只發(fā)生在靠近阻擋層的溶液附近，溶解阻擋層的同時(shí)，對(duì)孔壁的腐蝕影響較小，故孔徑變化不大。電化學(xué)法可原位去除阻擋層，且操作過(guò)程比較簡(jiǎn)單，耗費(fèi)的時(shí)間較少。但是對(duì)工藝參數(shù)的控制卻比較困難，尤其是對(duì)不同陽(yáng)極氧化工藝制備的氧化膜，其電化學(xué)作用時(shí)間和微孔內(nèi)溶液的pH等參數(shù)難以控制。有多孔鋁支撐的化學(xué)侵蝕法閻康平等[21]提出一種不剝離氧化膜而使阻擋層被腐蝕掉的方法：首先，將試樣作為陽(yáng)極浸入3.5%鹽酸電解液中，鋁基體面朝向20℃的鹽酸電解液中，以4A直流電陽(yáng)極浸蝕10min，使鋁基體被小孔浸蝕穿通，達(dá)到氧化膜底部的阻擋層，得到既導(dǎo)通又支撐氧化鋁的基體；然后，采用2%氫氧化鈉溶解阻擋層，氫氧化鈉溶液穿過(guò)腐蝕小孔從氧化膜的背面到達(dá)阻擋層。由于氧化鋁比金屬鋁更容易被堿腐蝕，阻擋層被優(yōu)先溶解。因有多孔鋁的支撐，氧化膜的機(jī)械強(qiáng)度大為增加，可用于制備大面積的通孔氧化膜。但是，腐蝕所得多孔鋁的孔徑為μm級(jí)，而氧化膜的孔徑為nm級(jí)，兩者的孔徑相差很大，鋁基體未腐蝕之處的氧化膜并不穿孔；而且腐蝕液濃度、溫度、處理時(shí)間等工藝參數(shù)難以控制，若腐蝕過(guò)度則可能會(huì)發(fā)生連孔現(xiàn)象，甚至使整個(gè)氧化膜坍塌。陽(yáng)極氧化鋁膜的應(yīng)用由于陽(yáng)極氧化鋁膜具有高度有序的孔洞排列、孔徑均勻和孔徑大小可控等獨(dú)特特性，其作為模板被應(yīng)用在制造納米線、納米錐、儲(chǔ)能材料、分子分離、生物傳感器、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域。制造納米線在許多研究領(lǐng)域，同種材料在不同尺度上會(huì)表現(xiàn)出不同的性能，納米尺度的材料通常比一般尺度的材料具有更高的比表面積，這使其存在顯著的表面效應(yīng)。Liu等人[22]通過(guò)電沉積法向陽(yáng)極氧化鋁膜孔洞中填入金-銀合金，然后選擇性將銀腐蝕，制備了直徑約100nm長(zhǎng)度超過(guò)3μm的金納米線，為金納米線在催化、傳感器和電容器等方面的應(yīng)用做出了貢獻(xiàn)。陽(yáng)極氧化鋁膜為研究納米線形態(tài)材料的電磁變化特性提供了良好的平臺(tái)，Manzano等人[23]在研究Bi2Te3納米線表面的電子傳導(dǎo)行為時(shí)，發(fā)現(xiàn)了拓?fù)浣^緣現(xiàn)象。目前，利用陽(yáng)極氧化鋁膜作為模板制造磁性納米線已被廣泛使用，將來(lái)可能會(huì)被用于增強(qiáng)磁性記錄設(shè)備的信息儲(chǔ)存密度。陽(yáng)極氧化鋁膜作為模板制造納米線在熱電材料領(lǐng)域也有應(yīng)用。熱電材料是一種可以將溫度變化損失的熱能轉(zhuǎn)化為電能的材料，Hicks等人[24]通過(guò)計(jì)算預(yù)測(cè)若將一維熱電材料尺寸做到足夠小，其熱電性能將會(huì)顯著提高。制造納米錐Brzozka等人[25]通過(guò)對(duì)陽(yáng)極氧化鋁膜進(jìn)行反復(fù)交替陽(yáng)極氧化和擴(kuò)孔處理，在鋁基板底部形成錐型納米坑，然后將材料通過(guò)噴鍍或者無(wú)電沉積的方法添加在這些六邊形錐狀坑中，制得了錐狀的納米材料。這種方法已經(jīng)被用于納米錐狀銅電極的制備。儲(chǔ)能材料Banerjee等人[26]使用原子層沉積法在陽(yáng)極氧化鋁孔中制造了金屬-絕緣體-金屬納米電容器陣列。對(duì)于1μm厚的陽(yáng)極氧化鋁具有