Sơn tường chứa nano Oxit Titan tự làm sạch

Các hạt nano Oxit Titan biến tính đã được phát triển có thể được thêm vào sơn tường thông thường có bán trên thị trường để tạo ra khả năng tự làm sạch bề mặt và qua đó làm sạch không khí.

Thông thường, sơn tường trắng đẹp không thể trắng đẹp mãi được. Theo thời gian, các chất khác nhau trong không khí tích tụ trên bề mặt sơn gây ra hiện tượng xỉn màu.

Một nhóm nghiên cứu từ Tổ chức nghiên cứu và giáo dục TU Wien (Áo) và Đại học Politecnica delle Marche (Ý) hiện đã thành công trong việc phát triển các hạt nano oxit titan đặc biệt có thể được thêm vào sơn tường thông thường, bán sẵn trên thị trường để tạo ra khả năng tự làm sạch.

Các hạt nano có hoạt tính quang xúc tác, chúng có thể sử dụng ánh sáng mặt trời không chỉ để liên kết các chất trong không khí mà còn phân hủy chúng sau đó. Bức tường làm cho không khí sạch hơn đồng thời cũng tự làm sạch chính nó.

Oxit titan biến tính trong sơn tường

Có rất nhiều chất gây ô nhiễm xảy ra trong không khí trong nhà - từ dư lượng chất tẩy rửa và sản phẩm vệ sinh đến các phân tử được tạo ra trong quá trình nấu nướng hoặc được thải ra từ các vật liệu như da. Trong một số trường hợp, điều này có thể dẫn đến các vấn đề về sức khoẻ, sau đó được gọi là "hội chứng nhà cao tầng".

Nano Oxit Titan được biến tính được thêm vào sơn thông thường để có thể tự làm sạch.

Nano Oxit Titan được biến tính được thêm vào sơn thông thường để có thể tự làm sạch.

Giáo sư Günther Rupprechter từ Viện Hóa học Vật liệu tại TU Wien cho biết: “Trong nhiều năm, mọi người đã cố gắng sử dụng sơn tường tùy chỉnh để làm sạch không khí”. "Các hạt nano oxit titan đặc biệt thú vị trong bối cảnh này. Chúng có thể liên kết và phân hủy nhiều loại chất ô nhiễm."

Tuy nhiên, chỉ cần thêm các hạt nano oxit titan thông thường vào sơn sẽ ảnh hưởng đến độ bền của sơn: giống như các chất ô nhiễm bị phân hủy bởi các hạt nano, chúng cũng có thể làm cho lớp sơn không ổn định và tạo ra các vết nứt.

Trong trường hợp xấu nhất, các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi thậm chí có thể được giải phóng, từ đó có thể gây hại cho sức khỏe. Sau một thời gian nhất định, lớp sơn sẽ chuyển sang màu xám và xỉn màu, cuối cùng phải sơn lại.

Tự làm sạch bằng ánh sáng

Tuy nhiên, các hạt nano có thể tự làm sạch nếu chúng được chiếu tia UV. Oxit titan được gọi là chất xúc tác quang - một vật liệu cho phép phản ứng hóa học khi tiếp xúc với ánh sáng thích hợp. Bức xạ tia cực tím tạo ra các chất mang điện tích tự do trong các hạt, gây ra sự phân hủy các chất ô nhiễm bị giữ lại trong không khí thành các phần nhỏ và giải phóng chúng. Bằng cách này, các chất ô nhiễm sẽ trở nên vô hại nhưng không bám vĩnh viễn vào sơn tường. Màu tường vẫn ổn định trong thời gian dài.

Tuy nhiên, trên thực tế, điều này ít được sử dụng - xét cho cùng, sẽ rất tẻ nhạt khi chiếu tia UV cường độ mạnh lên tường nhiều lần để thúc đẩy quá trình tự làm sạch. Günther Rupprechter giải thích: “Mục tiêu của chúng tôi là biến đổi các hạt này theo cách mà hiệu ứng quang xúc tác cũng có thể được tạo ra bởi ánh sáng mặt trời thông thường”.

Điều này đạt được bằng cách thêm một số nguyên tử bổ sung nhất định vào các hạt nano oxit titan, chẳng hạn như phốt pho, nitơ và cacbon. Kết quả là tần số ánh sáng mà các hạt có thể thu được sẽ thay đổi và thay vì chỉ có tia UV, quá trình quang xúc tác sau đó cũng được kích hoạt bởi ánh sáng ​​thông thường.

Loại bỏ 96% chất ô nhiễm

Qaisar Maqbool, tác giả đứng đầu nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi hiện đã nghiên cứu hiện tượng này rất chi tiết bằng cách sử dụng nhiều phương pháp phân tích bề mặt và hạt nano khác nhau. Bằng cách này, chúng tôi có thể chỉ ra chính xác cách các hạt này hoạt động trước và sau khi chúng được thêm vào sơn tường."

Ngoài khả năng tự làm sạch bề mặt, sơn có chứa Nano Oxit Titan còn làm sạch không khí.

Ngoài khả năng tự làm sạch bề mặt, sơn có chứa Nano Oxit Titan còn làm sạch không khí.

Nhóm nghiên cứu đã trộn các hạt nano oxit titan biến tính với sơn tường thông thường có bán trên thị trường và rửa sạch bề mặt sơn bằng dung dịch có chứa chất ô nhiễm. Sau đó, 96% chất ô nhiễm có thể bị phân hủy bởi ánh sáng mặt trời tự nhiên. Bản thân màu sắc không thay đổi - bởi vì các chất ô nhiễm không chỉ bị liên kết mà còn bị phân hủy dưới sự trợ giúp của ánh sáng mặt trời.

Nguyên liệu thô từ chất thải

Để thành công về mặt thương mại của các loại sơn như vậy, điều quan trọng là phải tránh sử dụng nguyên liệu thô đắt tiền. "Ví dụ, trong chất xúc tác, các kim loại quý như bạch kim hoặc vàng được sử dụng.

Tuy nhiên, trong trường hợp của chúng tôi, các nguyên tố có sẵn ở khắp mọi nơi là đủ: Để thu được phốt pho, nitơ và carbon, chúng tôi đã sử dụng lá oliu khô, và titan dùng cho các hạt nano oxit titan được lấy từ chất thải kim loại, thường bị vứt đi," Günther Rupprechter nói.

Loại sơn tường mới này kết hợp nhiều ưu điểm cùng một lúc: loại bỏ các chất ô nhiễm trong không khí, bền lâu hơn các loại sơn khác và thậm chí còn tiết kiệm tài nguyên hơn trong sản xuất vì có thể thu được từ vật liệu tái chế. Các thí nghiệm sâu hơn đang được thực hiện và dự định thương mại hóa.