Titanová IN interiérová barva – proces fotokatalýzy a viry

Ale co přesně je fotokatalýza? Co jsou fotokatalyzátory? 

Na tyto otázky odpověděl prof. Antoni Morawski, PhD, DSc., Eng., z katedry anorganické chemické technologie a environmentálního inženýrství na Západopomořanské technické univerzitě ve Štětíně.

Podle definice je fotokatalýza změna rychlosti chemické reakce nebo její zahájení vlivem ultrafialového a/nebo viditelného záření za přítomnosti látky (fotokatalyzátoru), která absorbuje záření a umožňuje oxidačně-redukční chemickou reakci na povrchu, například mezi kyslíkem ve vzduchu a adsorbovanými kontaminanty, kterými mohou být i patogenní mikroorganismy. Hydroxylové radikály generované na povrchu fotokatalyzátoru mají vyšší oxidační potenciál než ozon, což je důležité pro dezinfekci.

Je to nový objev? Možná to ještě nebylo dostatečně otestováno?

– Schopnost oxidu titaničitého (TiO2 ) působit jako fotokatalyzátor je známá již po desetiletí (konkrétně od roku 1921). Tato vlastnost však po mnoho let nebyla široce oceňována. Zájem o využití fotokatalytických vlastností TiO2 se znovu objevil s publikací článku o fotoelektrolýze vody od Fujishimy a Hondy v roce 1972. Tato aktivita byla brzy využita pro oxidaci znečišťujících látek, čištění odpadních vod, čištění pitné vody a úpravu vody pro průmyslové mytí zeleniny. Filtry potažené oxidem titaničitým byly použity k dezinfekci vzduchu. Mnoho následných studií prokázalo užitečnost fotokatalýzy pro dezinfekci vody, včetně ničení bakterií. Byl objeven potenciál pro ničení rakovinných buněk. Použití TiO2 v nátěrových hmotách se však stalo novinkou.

A co viry? To je teď tak žhavé téma.

– V poslední době se na toto téma objevila řada publikací. Například Japonci „Fotokatalytická inaktivace viru chřipky tenkým filmem oxidu titaničitého“ ₍ R. Nakano, H. Ishiguro, Y. Yao, J. Kajioka, A. Fujishima, K. Sunada, M. Minoshima, K. Hashimoto, Y. Kubota – „Photochemical and Photocatalytical Science“, 2012).

Podobně v práci „Vyhubení viru chřipky H1N1 novým fotokatalyzátorem indukovaným viditelným světlem za fluorescenčního světla“ (Sei-Young Choi Bongrae Cho – „Virus Research“, 2018) byla potvrzena antivirová aktivita fotokatalyzátoru na bázi TiO2 _s přídavkem přechodných kovů (železo, hořčík a mangan) proti viru chřipky H1N1. V testech byl virus eliminován z více než 99 % během 30 minut. Bylo uvedeno, že „ by bylo žádoucí použít tento fotokatalyzátor k dezinfekci, aby se snížil přenos viru kapénkami a aerosoly, a také povrchovým kontaktem .“ EAKozlov a kol. V publikaci Inaktivace a mineralizace aerosolově nanesených modelových patogenních mikroorganismů nad TiO2 _a Pt/TiO2 ₍ Environmental Science and Technology, 2010, 44, 512-51-26) bylo prokázáno, že na čistém TiO2 _po 30 minutách ozáření UVA je dosaženo 90% inaktivace viru chřipky A (H3N2) a na TiO2 _{modifikovaném} platinou 99,8% inaktivace tohoto viru.

Rozsáhlé studie v jiné práci provedli také R. Nakano, M. Hara, H. Ishiguro, Y. Yao, T. Ochiai, K. Nakata, T. Murakami, J. Kajioka, K. Sunada, K. Hashimoto, A. Fujishima a Y. Kubota ( Broad Spectrum Microbicidal Activity of Photocatalysis by TiO2 _– Catalysts , 2013). Studovaly grampozitivní bakterie, jako je methicilin-rezistentní Staphylococcus aureus vankomycin-rezistentní Enterococcus faecalis penicilin-rezistentní Streptococcus pneumoniae Escherichia coli a Pseudomonas aeruginosa, byly inaktivovány postupně. Během testů byly inaktivovány také virus chřipky (obalený virus) a kočičí kalicivirus (neobalený virus).

Výše uvedené studie (a mnoho dalších) jasně potvrzují, že fotokatalyzátory jsou účinnou metodou proti mnoha škodlivým patogenům a v tomto směru probíhá intenzivní práce po celém světě.

Zmínil jste, že natřené stěny mohou pomoci chránit vaše zdraví. Není to chyba?

„Povrchy kontaminované mikroorganismy představují hrozbu pro lidi v jejich okolí. Roztoči, bakterie, viry a plísně se hromadí na stěnách a v zařízení pokojů. To má za následek astma, alergie a infekce. To platí jak pro obytné, tak i pro zdravotnické prostory. Množství informací dostupných v literatuře ukazuje na účinnost fotokatalytického TiO2 _při deaktivaci různých mikroorganismů, včetně bakterií, virů, hub a kvasinek.

Infekční onemocnění způsobená bakteriemi rezistentními na antimikrobiální látky se stávají celosvětově velkým problémem v souvislosti s používáním antibiotik. Perzistence těchto mikroorganismů na površích a zdravotnických prostředcích vede k přenosu nemocí získaných v nemocnici. Předpokládá se, že patogeny získané v nemocnici přispívají k mnoha úmrtím.

Po celém světě se vyvíjí mnoho pokročilých technologií ke snížení mikrobiální zátěže v nemocničním prostředí. Nové strategie pro prevenci souvisejících infekcí se neustále vyvíjejí, včetně hygienických postupů s využitím nových kapalných biocidů nebo bezdotykových technologií, potahování dezinfekčních povrchů kovy (měď, stříbro) nebo světlem aktivovanými katalyzátory, jako jsou nanočástice TiO2₂.

Problémy spojené s infekcemi ve zdravotnictví a rostoucí šíření bakterií rezistentních na antimikrobiální látky vedou vědce k prozkoumání oblasti nanotechnologií a fotokatalýzy jako nového zdroje pro zlepšení hygieny v nemocnicích.

U materiálů, které jsou inertní ve své základní formě, se ukázalo, že jsou reaktivní i v nanočásticové formě. V případě oxidu titaničitého je aktivita vyšší pod UV a viditelným zářením. Očekává se, že fotokatalyzátory budou široce používány proti mnoha škodlivým patogenům.

Využití vynikajícího fotokatalytického účinku TiO2 _s generováním silného oxidačního činidla ve formě hydroxylového radikálu na povrchu je technologicky proveditelná technologie a její výroba v průmyslovém měřítku je relativně snadná a levná.

Nejjednodušší a zároveň velmi účinnou metodou je natřít stěny a stropy barvou obsahující fotokatalyzátor.

 Ale nejsou taková opatření škodlivá? Pro lidi a životní prostředí?

– Tradiční metody, jako je dezinfekce sloučeninami chloru, zahrnují produkci karcinogenních vedlejších produktů dezinfekce, Cl2 _. Změny v předpisech o kvalitě vody vedly k většímu důrazu na alternativní dezinfekční mechanismy. Používání ozonu je poměrně problematické kvůli potřebě nákladného generátoru ozonu a velmi krátké „životnosti“ ozonu (krátkému poločasu rozpadu), což neposkytuje trvalou ochranu životního prostředí.

Oxid titaničitý _TiO2 ve stavebních materiálech (stěny, stropy, podlahy atd.) je ze své podstaty méně škodlivý pro životní prostředí. Fotoaktivní materiály adsorbují znečišťující látky a mikroorganismy na svém povrchu a poté se pod vlivem UV záření a viditelného záření, a to i z běžných žárovek, inaktivují nebo rozkládají na oxid uhličitý a vodu. Fotoaktivní materiály neuvolňují do životního prostředí toxické vedlejší produkty (jako typické chemické přípravky) a zajišťují účinnou a nepřetržitou dezinfekci prostředí.

Jak můžeme těžit z těchto objevů v našem každodenním životě? Pokud jsou takové povrchy, stěny a stropy potažené fotokatalytickými barvami účinné ve zdravotnictví, budou vhodné pro použití v obytných prostorách? Mohly by pomoci snížit infekce v domácnostech?

Fotokatalytické povrchy mohou být superhydrofilní, což znamená, že se voda rozprostírá po povrchu a umožňuje odplavení nečistot. Mezi komerční aplikace patří samočisticí okna (např. San Gobain Bioclean™, Pilkington Active™ a Sunclean™) a skleněné kryty pro osvětlení tunelů. Tyto povlaky jsou samozřejmě průhledné.

Fotokatalyzátor lze použít k nátěru stěn, stolů a dalších povrchů, aby se snížily infekce způsobené kontaktem. Obklady stěn (dlaždice a spárovací hmota) potažené TiO2 _také poskytují účinný samočisticí a dezinfekční materiál. Infekci viry chřipky šířenými kapénkami (kašel, kýchání) lze v interiéru snížit jejich adsorpcí na fotoaktivní povrchy.

Proto může pokrytí stěn a stropů barvou obsahující fotokatalyzátor účinně omezit šíření mikroorganismů, včetně patogenních, jak je uvedeno ve výše uvedeném krátkém seznamu popisů literatury.

Není použití takových fotokatalytických produktů příliš složité?

Fotokatalytické barvy se snadno používají. Nevyžadují speciální aplikační techniky ani vybavení. Nátěry se nanášejí tradičními metodami, jako jsou štětce, válečky nebo stříkání. Protože jsou na vodní bázi, nevzniká žádný zápach a vybavení lze mýt vodou.

interiérové ​​barvy Titanium IN , nyní za novou, nižší cenu.