Благодаря науке нам удалось обезопасить Центр «Коперник» без необходимости постоянной и интенсивной дезинфекции экспонатов и поверхностей, к которым часто прикасаемся. Мы покрыли их специальным фотокаталитическим слоем, который борется с бактериями, вирусами и грибами в течение 12 месяцев!
Это революционное нанотехнологическое решение также улучшает качество воздуха внутри здания. Как это возможно? Стоит присмотреться ближе к диоксиду титана и с его необычной реакции на лучи света.
Что такое диоксид титана?
Диоксид титана (TiO2) – это белый пигмент, называемый «титановыми белилами». Он давным давно используется в живописи. Благодаря своим усиливающим и осветляющим цвета свойствам, диоксид титана часто добавляли к другим красителям. Однако, как оказалось, это приводит к ускоренному выцветанию красок под воздействием дневного света.
Многие годы спустя, именно этот «недостаток» вдохновил исследователей провести тесты TiO2 на светочувствительность, а затем на возбуждение фотонами. И так началась карьера диоксида титана в отрасли фотокатализаторов.
Очередным переломныым моментом стало развитие нанотехнологии – оказалось, что большая фрагментация еще повышает эффективность TiO2.
Диоксид титана является устойчивым, легкодоступным, довольно дешевым и абсолютно нетоксичным соединением. Отрасли, такие как фармацевтика, косметическая и пищевая промышленность продолжают использовать его в качестве наполнителя и красящего ингредиента.
Что такое фотокатализ?
Это процесс, в котором используется свет и фотокатализаторы для ускорения химических реакций. Фотокаталитические свойства чистого диоксида титана связаны с поглощением им излучения, в основном в диапазоне УФ и, в небольшой степени, излучения в видимом диапазоне ViS. Для повышения эффективности TiO2 к нему добавляют разные вещества: органические соединения, ионы и комплексы металлов. Изготовленные таким образом препараты можно использовать внутри помещений и в плохо освещаемых местах. Действие препарата TitanSolid, которым мы покрыли поверхности в Центре науки «Коперник» было дополнительно усилено добавлением LUMIboostera. Подготовленное таким образом покрытие гораздо эффективнее поглощает свет. Также тот рассеянный свет, который встречаем в помещениях. Благодаря этому простому решению, активность покрытия TitanSolid была расширена на диапазон видимого света.
Как это работает?
Когда диоксид титана подвергается воздействию света, он просто поглощает его. После того, как диоксид титана поглотит определенную энергию, в области его микро- или нанокристаллов формируются электроны и электронные дырки, которые в реакции с молекулами кислорода и воды из воздуха создают высокоактивные частицы или ионы, такие как гидроксильный радикал (HO•), супероксидный анион-радикал (O2•–) или перекись водорода (H2O2). Эти соединения отличаются очень сильными окислительными свойствами. Именно тот слой радикалов и окислителей эффективно разлагает всякого рода загрязнения органического происхождения, такие как масла, жиры, выхлопные газы, и даже микроорганизмы, вирусы, грибы или бактерии.
Поверхность следует покрыть препаратом, который создает на ней фотоактивную пленку. Через несколько часов покрытие поглощает соответствующую дозу энергии из света и достигает полноты своих возможностей. Потом процесс идет непрерывно, даже во время пасмурной погоды и ночью – тогда используется энергия, поглощенная в течение дня. К тому же, дополнительным результатом является очистка воздуха в здании.
Фотокаталитические покрытия на основе диоксида титана отличаются устойчивостью и сохраняют свои свойства в течение месяцев. Обычное использование, стандартная уборка, прикосновение, потирание не повреждают данного рода покрытий. Контакт с ними полностью безопасен.
Мы благодарим фирму Lumichem за обеспечение Центра науки «Коперник» фотокаталитическим покрытием.
