【產通社，2月12日訊】來自維也納工業大學（TU Wien）和意大利馬爾凱理工大學（Università Politecnica delle Marche）的研究團隊開發了一種特殊的氧化鈦納米顆粒（self-cleaning wall paint）。它可以添加到普通市售墻面涂料中以建立自清潔能力。

納米顆粒具有光催化活性。它們不僅可以利用陽光與空氣中的物質結合，還可以在之后分解它們。墻壁使空氣更清潔，同時也清潔了自己。以廢金屬為原料，生產新型墻體涂料。否則就得扔掉，并將落葉曬干。


定制墻面涂料以清潔空氣


催化研究導致了一種新型墻漆，當暴露在陽光下時，它可以自我清潔，并以化學方式分解空氣污染物。

室內空氣中存在各種各樣的污染物——從清潔劑和衛生產品的殘留物到分子。這些是在烹飪過程中產生的，或由皮革等材料排放的。在某些情況下，這可能會導致健康問題，即所謂的“病態建筑綜合癥”。

“多年來，人們一直在嘗試使用定制的墻漆來凈化空氣，”維也納工業大學材料化學研究所的Günther Rupprechter教授說。“氧化鈦納米顆粒在這方面特別有趣。它們可以結合并分解多種污染物。 ”

然而，簡單地將普通氧化鈦納米顆粒添加到涂料中會影響涂料的耐久性。正如污染物被納米粒子降解一樣，它們也會使油漆本身不穩定并產生裂縫。在最壞的情況下，甚至會釋放出揮發性有機化合物，進而危害健康。經過一定時間后，油漆層會變灰并變色，最后必須更新。


陽光自清潔


然而，如果納米粒子受到紫外線照射，它們可以自我清潔。二氧化鈦是一種所謂的光催化劑，當暴露在合適的光線下時，這種材料會發生化學反應。紫外線輻射在粒子中產生自由載流子。

這會導致空氣中截留的污染物分解成小部分并釋放出來。這樣，污染物就會變得無害，但不會永久附著在墻漆上。墻壁顏色長期保持穩定。

然而，在實踐中，這幾乎沒有什么用處。用強烈的紫外線反復照射墻壁以驅動自清潔過程將是乏味的。“因此，我們的目標是修改這些粒子，使普通陽光也能引發光催化效應，”Rupprechter繼續說道。

這是通過向氧化鈦納米粒子添加某些額外原子（例如磷、氮和碳）來實現的。結果，粒子可以收集的光頻率發生了變化，普通可見光也可以觸發光催化，而不僅僅是紫外光。


96%污染物降解


該研究的第一作者Qaisar Maqbool表示： “我們現在已經使用各種不同的表面和納米顆粒分析方法對這種現象進行了詳細研究。通過這種方式，我們能夠準確地展示這些顆粒在添加到墻漆之前和之后的行為。 ”

研究小組將改性氧化鈦納米顆粒與普通的市售墻漆混合，并用含有污染物的溶液沖洗涂過的表面。隨后，96%的污染物可以被自然光降解。

顏色本身不會改變，因為污染物不僅被束縛，而且在陽光的幫助下被分解。


以金屬廢料為原料


為了使這種涂料在商業上取得成功，避免使用昂貴的原材料也很重要。“例如，在催化過程中，使用鉑或金等貴金屬。然而，在我們的情況下，從任何地方都能輕易獲得的元素就足夠了，”Rupprechter解釋說。

“為了獲得磷、氮和碳，我們使用了橄欖樹的干燥落葉，而用于氧化鈦納米顆粒的鈦是從金屬廢物中獲得的，這些金屬廢物通常被直接扔掉。”Rupprechter補充道。

這種新型墻漆同時結合了多個優點。它可以去除空氣中的污染物，比其他油漆的使用壽命更長。由于可以從回收材料中獲得，因此在生產中更加節省資源。進一步的實驗正在進行中，并且打算將這種墻漆商業化。

查詢進一步信息，請訪問官方網站http://www.tuwien.at/en/tu-wien/news/news-articles/news/die-selbstreinigende-wandfarbe。（Robin Zhang，產通數造）