通常，美麗的白色牆漆不會永遠保持美麗和白色。 通常，空氣中的物質會積聚在其表面。 這可能是理想的效果，因為它可以使空氣淨化一段時間，但隨著時間的推移，顏色會發生變化，需要更新。
來自維也納工業大學和義大利馬爾凱理工大學的研究團隊現已成功開發出特殊的氧化鈦 奈米顆粒可以添加到普通的市售牆壁上畫建立自清潔能力：奈米顆粒具有光催化活性，它們不僅可以利用陽光來結合空氣中的物質，還可以隨後將它們分解。
牆壁使空氣變得更清潔，同時也能自我清潔。 廢棄物被用作新牆漆的原料：原本必須丟棄的金屬廢料和乾燥的落葉。 這學習發表於ACS催化。
牆面漆中的改質氧化鈦
室內空氣中存在各種各樣的污染物，從清潔劑和衛生用品的殘留物到烹飪過程中產生的分子或皮革等材料散發的分子。 在某些情況下，這可能會導致健康問題，這被稱為「病態建築症候群」。
「多年來，人們一直在嘗試使用客製化的牆漆來淨化空氣，」維也納工業大學材料化學研究所的 Günther Rupprechter 教授說。 “在這方面，氧化鈦奈米粒子特別有趣。它們可以結合併分解多種污染物。”
然而，簡單地將普通氧化鈦奈米顆粒添加到塗料中會影響塗料的耐久性：正如奈米顆粒降解污染物一樣，它們也會使塗料本身不穩定並產生裂縫。 在最壞的情況下，揮發性有機化合物甚至可能被釋放，進而危害健康。 經過一定時間後，油漆層會變灰變色，最後必須更新。
光自清潔
然而，如果奈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－一種在適當的光線下能夠發生化學反應的材料。 紫外線輻射在顆粒中產生自由電荷載體，導致空氣中捕獲的污染物分解成小部分並釋放出來。 這樣，污染物就會變得無害，但不會永久附著在牆漆上。 牆壁顏色長期保持穩定。
然而在實踐中，這沒什麼用處——畢竟，用強烈的紫外線反覆照射牆壁以驅動自清潔過程是很乏味的。 「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，」魯普雷切特解釋。
這是透過向氧化鈦奈米粒子添加某些額外原子（例如磷、氮和碳）來實現的。 結果，顆粒可以收集的光頻率變化，普通可見光也可以觸發光催化，而不僅僅是紫外線。
污染物去除率96%
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奈米顆粒分析方法詳細研究了這種現象。” “通過這種方式，我們能夠準確地展示這些顆粒在添加到牆漆之前和之後的行為。”
研究團隊將改質二氧化鈦奈米顆粒與一般市售牆面塗料混合，並以含有污染物的溶液沖洗塗漆表面。 隨後，96%的污染物可以被自然陽光降解。 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。
廢棄物作為原料
為了此類塗料的商業成功，避免使用昂貴的原料也很重要。 「例如，在催化過程中，使用鉑或金等貴金屬。然而，在我們的例子中，隨處可見的元素就足夠了：為了獲得磷、氮和碳，我們使用了乾燥的落葉橄欖樹，而用於二氧化鈦奈米粒子的鈦是從金屬廢料中獲得的，而這些金屬廢料通常被簡單地扔掉，」Rupprechter 說。
這種新型牆面塗料同時結合了多種優點：它可以去除空氣中的污染物，比其他塗料的使用壽命更長，而且由於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，並且打算將牆漆商業化。
