I ricercatori hanno creato un nuovo rivestimento a base di composti di biossido di titanio e silice Con proprietà autopulenti, da applicare su pavimenti in ceramica. Il materiale permette ai pavimenti, dopo essere venuti a contatto con sorgenti luminose, di decomporre le polveri, i grassi, i residui di farmaci e gli inquinanti atmosferici che si depositano sulla loro superficie.
I risultati, ottenuti dagli scienziati dell’Istituto di chimica dell’Università del Sud Pacifico (IQSC) e dell’Istituto di chimica (IQ) dell’Unesp di Araraquara, hanno prodotto un articolo pubblicato sulla rivista scientifica internazionale Materials Advances della Royal Society of Chemistry.
Secondo gli scienziati, la nuova vernice può aiutare a mantenere pulite le case e gli ospedali e persino generare risparmi pulendo gli spazi.
I ricercatori sono aperti a collaborazioni con l’industria in modo che il nuovo materiale possa essere immesso sul mercato.
Il guscio è costituito da nanoparticelle di silice (SiO2) e biossido di titanio (TiO2), due composti presenti in natura sotto forma di minerali. Per testare l’efficienza della soluzione, i ricercatori hanno messo a punto un esperimento con due serie di blocchi di ceramica: uno con pavimenti che imitano quelli tradizionali venduti sul mercato e l’altro con pavimenti trattati con nuova vernice.
Gli scienziati hanno simulato il processo di deterioramento applicando una tintura viola sul taglio. Dopo 30 minuti di illuminazione UV, i risultati hanno mostrato che mentre i pavimenti commerciali avevano degradato solo il 30% del coloratore, i materiali con vernice fresca rimuovevano il 90% della vernice.
“I pavimenti autopulenti attualmente in commercio sono ricoperti solo di biossido di titanio e hanno funzioni pulenti limitate, perché durante la fabbricazione delle parti sono sottoposti a processi di combustione industriale che possono raggiungere anche i 1200 gradi centigradi, colpendo la materiale”, spiega Ubirajara Rodrigues Filho, professore all’IQSC e uno degli autori del lavoro.
“Quando i pavimenti in ceramica sono esposti ad alte temperature, il biossido di titanio si trasforma e le sue proprietà autopulenti diminuiscono”, afferma il professore.
A causa di questa limitazione, i ricercatori hanno dovuto cercare alternative per garantire che i pezzi potessero resistere a un calore eccessivo, essenziale affinché la ceramica resista ai graffi, assorba meno acqua e supporti meglio il peso, oltre a favorire il corretto fissaggio dei suoi componenti.
Dopo una serie di studi, hanno trovato la soluzione in silice, dove hanno scoperto che il materiale a basso costo, se utilizzato con biossido di titanio, fornisce una maggiore stabilità termica al rivestimento. Nei test condotti con parti esposte a temperature fino a 1.200 gradi Celsius, i ricercatori hanno notato che la silice non solo protegge il biossido di titanio, impedendogli di perdere le sue proprietà, ma aumenta anche l’attività autopulente del rivestimento.
lavori di verniciatura
La funzione autopulente avviene principalmente attraverso l’azione del biossido di titanio, sostanza in grado di assorbire energia dalle sorgenti luminose per svolgere un particolare compito; Nel caso dei rivestimenti per pavimenti, quegli inquinanti organici degradati. Quando il pavimento è esposto ai raggi ultravioletti (che possono provenire dal sole, ad esempio), converte quella radiazione in energia chimica per abbattere lo sporco.
In pratica, questo aiuta a disinfettare i locali, il che garantisce una maggiore sicurezza, oltre ad evitare l’usura estetica dei pavimenti. “Negli ambienti esterni, ad esempio, la vernice può essere utile per preservare le strutture e le pareti degli edifici, poiché previene l’accumulo di sostanze inquinanti”, spiega Elias Paiva Ferreira Neto, ricercatore del QI e uno degli autori della ricerca.
“Puoi attivare la luce ultravioletta in una stanza d’ospedale in modo che il biossido di titanio nei pavimenti ripulisca la materia organica sulla sua superficie, consentendo anche un risparmio nell’uso dei prodotti per la pulizia. Un’altra applicazione sarebbe in casa, su un esterno barbecue floor, uno scenario in cui la luce cade sulla ceramica, creando Porta alla decomposizione di grasso e polvere”, commenta Victor Martinez, un ingegnere dei materiali laureato alla Scuola di Ingegneria di São Carlos (EESC) presso l’Università del Sud Pacific, e che è stato coinvolto nel lavoro durante il suo lavoro di Iniziazione Scientifica (CI) svolto nel laboratorio del Professor Oberagara.
Nelle prossime fasi dello studio, i ricercatori intendono verificare se il pavimento con il nuovo rivestimento ha anche attività contro funghi, virus e batteri. In teoria, il meccanismo responsabile della decomposizione dello sporco può servire anche a disinfettare le parti, eliminando gli agenti patogeni. Se questa nuova funzionalità viene dimostrata, le nuove ceramiche possono, oltre a ripulire i composti organici, aiutare a sterilizzare gli ambienti.
Il lavoro è stato finanziato dalla Fondazione per il sostegno alla ricerca dello Stato di São Paulo (Fapesp). Oltre ai ricercatori dell’IQSC-USP e dell’IQ-Unesp, hanno partecipato scienziati dell’Istituto di fisica dell’Università federale del Mato Grosso do Sul (UFMS), dell’Istituto di geoscienze e scienze esatte (IGCE) di Unesp, Rio Claro nel lavoro: il Fraunhofer Institute of Technology Manufacturing and Advanced Materials in Germania e l’Institute of Chemistry dell’Università di Peshawar in Pakistan.
