Nanostrukturni titanati (nanocjevčice, nanokristali, nanožice) pokazuju jedinstvenu kombinaciju fizikalnih i kemijskih svojstava, kao što je velika specifična površina, veliki omjer dužine i promjera, mogućnost interkalacije i ionske izmjene, protonska vodljivost, te fotokatalitička aktivnost. Cilj disertacije je bio istražiti svojstva titanata i funkcionalizirati ih za primjenu kod fotokatalize, kao ojačavala u kompozitnim polimerima, te za dobivanje feroelektričnih nanostruktura. Kako bi se postigla željena svojstva nanostruktura od ključne važnosti je bilo odrediti strukturu, temperaturnu i mehanokemijsku stabilnost i prilagoditi uvjete sinteze. Prilikom funkcionalizacije titanata za primjenu u fotokatalizi titanatne nanocjevčice su dekorirane nanočesticama srebra i grijane u vodikovoj atmosferi. Za primjenu u kompozitnim polimerima titanatne nanocjevčice su silanizirane i istražena je njihova temperaturna stabilnost i čvrstoća. Prilikom dobivanja feroelektričnog nanostrukturnog BaTiO3, titanatne nanostrukture su korištene kao početni materijal za sintezu. Rezultati su pokazali koji su granični uvjeti mehanokemijske stabilnosti titanatnih nanocjevčica. Odredio se utjecaj funkcionalizacije i modifikacije titanatnih nanostruktura na njihova strukturna, kemijska i fizikalna svojstva kao što je apsorpcija Sunčevog zračenja i feroelektričnost barijevih titanatnih nanostruktura. Određivanje i poboljšanje navedenih svojstava od posebne je važnosti zbog moguće primjene navedenih nanostruktura u razgradnji otpadnih voda, solarnim ćelijama, povećanju čvrstoće i temperaturne otpornosti polimera, te moguće primjene dobivenih fotovodljivih BTO-TiO2 heterostruktura za holografsku memoriju.