Titanyum dioksit molekülleri sayesinde yüzeyler güneş ışınları ile temizlenebilecek

Güneş ışınları bulutların arasından geçer ve yüzeyler kendini temizlemeye başlar! Sihir gibi gelebilir, ancak aslında hepsi titanyum dioksit moleküllerinin eklenmesi sayesinde gerçekleşir. UV ışığı ile aktive olan yüzey, bahçe sandalyelerinin kolçakları gibi eşyaların temiz olması gereken yerlerdeki bakterileri, algleri ve mantarları yok eden bir reaksiyonu tetiklerler.

Yaz kendini göstermeye başlayınca bahçe masalarının ve sandalyelerinin temizlenme zamanı gelmiş demektir. Ancak gölgede çok uzun süre kalan bahçe mobilyaları genellikle çıkarılması zor veya hatta imkansız olan ince bir yosun, bakteri ve mantar filmi ile kaplıdır. Bilim insanları şimdi, bu bahçe sandalyesini el değmeden temizlemek için, kullanılan plastiğe titanyum dioksit moleküllerini dahil ederek ve biraz güneş ışığı ekleyerek çözebileceklerini umuyorlar. Bu titanyum dioksit molekülleri güneş ışınlarındaki UV ışığı tarafından ‘aktive edildiğinde’, serbest radikaller üreten bir elektrokimyasal reaksiyonu tetikleyerek bir tür katalizör görevi görürler. Bunlar ve diğer aktif moleküller bakteri, mantar ve benzeri organizmalara ölümcül bir darbe indirir. Önce hücre duvarlarını yok eder ve daha sonra sitoplazmaya (hücreyi dolduran madde) nüfuz eder. Ardından bakterinin DNA’sına zarar verir. Sonuç olarak, yüzeye yapışık kalmak yerine organik maddeler yok edilir.

Fakat bu fotokatalitik kaplamalar ne kadar iyi çalışıyor? Hangi organik elementleri yok ediyorlar ve neye karşı güçsüzler? Bu iki soru, Stuttgart’taki Fraunhofer Arayüz Mühendisliği ve Biyoteknoloji IGB Enstitüsü’ndeki araştırmacıların araştırma konusu oldu. “Örneğin, bahçe sandalyesi kol dayama yerlerinde fotokatalitik kaplamalı bazı dış mekan testleri yaptık ve bunları geleneksel plastikten yapılanlarla karşılaştırdık,” diyor IGB grup müdürü Dr.Iris Trick. Dr. Trick ve ekibi. Kaplanmış ve kaplanmamış kolçaklara çeşitli bakteri, yosun, alg ve mantar karışımını püskürttü ve ardından iki yıl boyunca havaya maruz bıraktı. Testin sonunda, kir tabakasını normal kolçaklardan çıkarmak neredeyse imkansızdı. Fakat yine de fotokatalitik plastiklerden yapılan kolçaklar, iki yıl dışarıda kaldıktan sonra bile neredeyse tamamen temiz ve beyazdı. Araştırmacılar ayrıca özel kaplamalarının kol dayama yerleri ve laboratuvardaki diğer çeşitli yüzeyler üzerindeki etkinliğini de test ettiler. Bunu yapmak için, kaplanmış ve kaplanmamış yüzeylere 30 farklı mantar, bakteri ve alg kültürü uyguladılar ve kültürlerin nasıl geliştiğini karşılaştırdılar. Ek olarak, kendi kendini temizleyen yüzeylerde üretilen bozunma ürünlerini elektrokimyasal reaksiyonla analiz ettiler.

Kendi kendini temizleyen duvarlar ve ekranlar

Titanyum dioksit moleküllerinin sunduğu fırsatlar kolçakların çok ötesine uzanıyor. Örneğin, Stuttgart’taki Fraunhofer Üretim Mühendisliği ve Otomasyon IPA Enstitüsü’nden araştırmacılar, titanyum dioksit parçacıkları içeren bina cepheleri için boyalar üzerinde çalışıyorlar. Duvar kirlenirse, fotokataliz organik kirletici maddeleri bozar ve boya oldukça temiz kalır. Bilim adamları cam yüzeyler için kendi kendini temizleyen bir kaplama bile geliştirdiler: “Akıllı telefon ekranı gibi bir cam yüzeye ince bir titanyum dioksit kaplaması uygularsanız, cilt yağları ve parmak izleri yavaş yavaş ekrandan kendiliğinden kaybolur” diyor Dr Michael Vergöhl, Braunschweig’deki Fraunhofer Yüzey Mühendisliği ve İnce Filmler IST Enstitüsü bölüm başkanı ve Fraunhofer Fotokataliz Ekibi Başkanı.

Gerekli olan tek şey, bir saat güneş ışığı. Bir sonraki adım, yapay ışıkla da etkinleştirilebilen yeni malzemeler geliştirmek.

Fraunhofer Fotokataliz ekibi, bu alandaki uzmanlıklarını birleştirmeye karar veren 10 Fraunhofer enstitüsünden oluşan bir gruptur. Fotokatalitik yüzey gelişiminin tüm spektrumunu kapsar ve tek bir kaynaktan önemli bir bilgi birikimi sunmaktadır.

Kaynak

https://www.fraunhofer.de/en/press/research-news/2012/july/cleaning-with-sunlight.html