Por lo general, la hermosa pintura blanca para paredes no permanece hermosa y blanca para siempre. A menudo, en su superficie se acumulan sustancias del aire. Este puede ser un efecto deseado porque 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 TU Wien y la Università Politecnica delle Marche (Italia) ha logrado desarrollar nanopartículas especiales de óxido de titanio que se pueden agregar a la pintura de pared común y comercial para establecer un poder de autolimpieza:las nanopartículas son fotocatalíticamente activas, pueden Utilice la luz solar no sólo para unir sustancias del aire, sino también para descomponerlas posteriormente.
La pared hace que el aire sea más limpio y, al mismo tiempo, se limpia a sí misma. Como materia prima para la nueva pintura de las paredes se utilizaron residuos:chatarra, que de otro modo tendría que desecharse, y hojas secas caídas. El estudio se publica en ACS Catalysis .
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".
"Durante años se ha intentado utilizar pinturas de pared personalizadas para limpiar el aire", 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 particularmente interesantes. Pueden unirse y descomponer una amplia variedad de contaminantes."
Sin embargo, simplemente agregar nanopartículas ordinarias de óxido de titanio a la pintura afectará la durabilidad de la pintura:así como las nanopartículas degradan los contaminantes, también pueden hacer que la pintura sea inestable y crear grietas. En el peor de los casos, incluso se pueden liberar compuestos orgánicos volátiles, que a su vez pueden ser perjudiciales para la salud. Después de un cierto tiempo, la capa de pintura se vuelve gris y teñida, finalmente hay que renovarla.
Sin embargo, las nanopartículas pueden limpiarse solas si se irradian con luz ultravioleta. El óxido de titanio es el llamado fotocatalizador, un material que permite reacciones químicas cuando se expone a la luz adecuada. La radiación ultravioleta crea en las partículas portadores de carga libres, que provocan la descomposición de los contaminantes atrapados en el aire en partículas pequeñas y su liberación. De esta manera, 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 tiene poca utilidad; después de todo, sería tedioso irradiar repetidamente la pared con luz ultravioleta intensa para impulsar el proceso de autolimpieza. "Por lo tanto, nuestro objetivo era modificar estas partículas de tal manera que el efecto fotocatalítico también pudiera ser inducido por la luz solar normal", explica Rupprechter.
Esto se logra añadiendo ciertos átomos adicionales a las nanopartículas de óxido de titanio, como fósforo, nitrógeno y carbono. Como resultado, las frecuencias de luz que pueden captar las partículas cambian y, en lugar de solo luz ultravioleta, la fotocatálisis también se activa con luz visible ordinaria.
96% de eliminación de contaminantes
"Ahora hemos investigado este fenómeno con gran detalle utilizando una variedad de diferentes métodos de análisis de superficies y nanopartículas", dice Qaisar Maqbool, el primer autor del estudio. "De esta manera pudimos 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 común y corriente disponible comercialmente y enjuagó la superficie pintada con una solución que contenía contaminantes. Posteriormente, el 96% de los contaminantes podrían degradarse 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.
Para el éxito comercial de este tipo de pinturas también es importante evitar materias primas caras. "En la catálisis se utilizan, por ejemplo, metales preciosos como el platino o el oro. En nuestro caso, sin embargo, basta con 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 a partir de desechos metálicos, que normalmente se desechan", afirma Rupprechter.
Este nuevo tipo de pintura para paredes combina varias ventajas al mismo tiempo:elimina los contaminantes del aire, dura más que otras pinturas y ahorra aún más recursos en la producción, ya que se puede obtener a partir de materiales reciclados. Se están llevando a cabo más experimentos y se prevé comercializar la pintura para paredes.
Más información: Qaisar Maqbool et al, pinturas autolimpiantes altamente estables basadas en TiO2 dopado con PNC valorizado como residuo Nanopartículas, Catálisis ACS (2024). DOI:10.1021/acscatal.3c06203
Información de la revista: Catálisis ACS
Proporcionado por la Universidad Tecnológica de Viena
