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(noticias nanowerk) Normalmente, una hermosa pintura de pared blanca no permanece bella y blanca para siempre. A menudo se acumulan en su superficie diversas sustancias del aire. Este puede ser un efecto deseado, ya que hace que el aire sea más limpio por un tiempo, pero con el tiempo el color cambia y es necesario renovarlo.
Un equipo de investigación de la Universidad Tecnológica de Viena y la Università Politecnica delle Marche (Italia) ha logrado desarrollar nanopartículas especiales de óxido de titanio que se pueden añadir a pinturas de pared comunes y disponibles comercialmente para aumentar su poder de autolimpieza: las nanopartículas son fotocatalíticamente activos, que es lo que pueden utilizar. Utilizan la luz solar no sólo para unir sustancias del aire, sino también para descomponerlas posteriormente. La pared purifica el aire y al mismo tiempo se limpia a sí misma. La materia prima para la nueva pintura de la pared sirvió de residuos: chatarra que, de otro modo, habría que eliminar y hojas secas.
El equipo publicó su investigación en ACS Catalysis (“Pinturas autolimpiantes altamente estables basadas en TiO dopado con PNC valorizado como residuo”).2 nanopartículas”).
Óxido de titanio modificado en el color de la pared.
En el aire interior se produce una amplia variedad de contaminantes, desde residuos de agentes de limpieza y productos de higiene hasta moléculas que se producen durante la cocción o que emiten materiales como el cuero. En algunos casos, esto puede provocar problemas de salud, lo que se conoce como “síndrome del edificio enfermo”.
«Desde hace años se intenta purificar el aire con pinturas para paredes hechas a medida», afirma el profesor Günther Rupprechter del Instituto de Química de Materiales de la Universidad Técnica de Viena. “En este contexto, las nanopartículas de óxido de titanio son especialmente interesantes. Pueden unir y descomponer una amplia variedad de contaminantes”.
Sin embargo, simplemente agregar nanopartículas ordinarias de óxido de titanio a la pintura compromete la durabilidad de la pintura: así como las nanopartículas descomponen los contaminantes, también pueden desestabilizar la pintura y causar grietas. En el peor de los casos, incluso se pueden liberar compuestos orgánicos volátiles que pueden ser perjudiciales para la salud. Después de un cierto período de tiempo, la capa de pintura se vuelve gris y decolorada y, finalmente, es necesario reemplazarla.
Autolimpieza mediante luz
Sin embargo, las nanopartículas pueden limpiarse solas cuando se irradian con luz ultravioleta. El óxido de titanio es un fotocatalizador, un material que permite reacciones químicas cuando se expone a la luz adecuada. La radiación ultravioleta crea portadores de carga libres en las partículas, lo que hace que los contaminantes atrapados en el aire se descompongan en pequeñas partes y se liberen. Esto significa que los contaminantes se vuelven inofensivos, pero no permanecen adheridos permanentemente a la pintura de la pared. El color de la pared se mantiene estable a largo plazo.
En la práctica, sin embargo, esto sirve de poco: después de todo, sería laborioso irradiar repetidamente la pared con luz ultravioleta intensa para avanzar en el proceso de autolimpieza. «Por lo tanto, nuestro objetivo era modificar estas partículas para que el efecto fotocatalítico también pudiera ser inducido por la luz solar normal», explica Günther Rupprechter.
Esto se logra añadiendo ciertos átomos adicionales a las nanopartículas de óxido de titanio, como fósforo, nitrógeno y carbono. Esto cambia las frecuencias de la luz que pueden ser absorbidas por las partículas y, en lugar de solo luz ultravioleta, la fotocatálisis también se activa con luz visible normal.
96% de eliminación de contaminantes
«Ahora hemos investigado este fenómeno con gran detalle utilizando varios métodos de análisis de superficies y nanopartículas», afirma Qaisar Maqbool, el primer autor del estudio. «Esto nos permitió mostrar exactamente cómo se comportan estas partículas antes y después de ser añadidas a la pintura de la pared».
El equipo de investigación mezcló las nanopartículas de óxido de titanio modificadas con pintura para paredes disponible comercialmente y enjuagó una superficie pintada con una solución que contenía contaminantes. El 96% de los contaminantes podrían descomponerse con la luz solar natural. El color en sí no cambia, porque los contaminantes no sólo se unen, sino que también se descomponen con la ayuda de la luz solar.
Residuos como materia prima
Para el éxito comercial de estos colores también es importante evitar el uso de materias primas caras. “En la catálisis se utilizan, por ejemplo, metales preciosos como el platino o el oro. Pero en nuestro caso son suficientes elementos que se encuentran fácilmente en todas partes: para obtener fósforo, nitrógeno y carbono utilizamos hojas secas caídas de olivos.» «Y el titanio para las nanopartículas de óxido de titanio se obtuvo de desechos metálicos, que se Por lo general, es fácil desecharlo”, afirma Günther Rupprechter.
Este nuevo tipo de pintura para paredes combina varias ventajas: elimina los contaminantes del aire, dura más que otras pinturas y su producción es aún más eficiente en términos de recursos porque puede fabricarse con materiales reciclados. Se están realizando más experimentos y está prevista la comercialización de la pintura para paredes.
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