Fotokataliza a wirusy – wszystko co trzeba wiedzieć!

W czasie powszechnego zagrożenia pandemią wywołaną przez koronawirusa wzrosło zainteresowanie nie tylko lekami i środkami do odkażania. Na całym świecie prowadzi się liczne prace nad wieloma zaawansowanymi technologiami w celu zmniejszenia jej skutków. Wirusy stanowią szczególne zagrożenie, gdyż nie można zastosować zwykłych środków chemicznych wpływających na ich metabolizm (np. antybiotyków – jak to ma miejsce w przypadku bakterii).

Przetrwanie wirusów i innych drobnoustrojów na powierzchniach i urządzeniach medycznych prowadzi do przenoszenia chorób szpitalnych. Nie mniej groźna sytuacja jest w pomieszczeniach mieszkalnych (naszych własnych domach) oraz w obiektach użyteczności publicznej – szkoły, teatry, kina, biura, centra handlowe, lotniska, dworce kolejowe, itp., gdzie przemieszcza się duża ilość osób, a wśród nich również i nosiciele wirusów. Dostępne są technologie, które nie są lekami, ale mogą skutecznie wspomagać działania przeciw wirusom, ograniczając pandemię. Jednym z takich technologicznych rozwiązań jest zastosowanie powłok z farb fotokatalitycznych TITANIUM firmy PIGMENT, działających oczyszczająco i destrukcyjnie na wirusy oraz inne drobnoustroje. Infekcja, wywoływana przez drobnoustroje rozprzestrzeniające się drogą kropelkową (kaszel, kichanie), może być ograniczana w pomieszczeniach z powierzchniami fotoaktywnymi (ściany, sufity).

O katalizatorach, niektóre osoby słyszały w szkole na lekcjach chemii. Potem pojawiły się katalizatory w samochodach. Pojęcie stało się powszechnie znane. Również działanie katalizatora samochodowego nie jest obce. Chociażby w uproszczeniu – jest po to, żeby powietrze było czyste. Ale czym jest fotokataliza ? Co to są fotokatalizatory?

– Zgodnie z definicją – fotokataliza to zmiana szybkości reakcji chemicznej lub jej zapoczątkowanie pod działaniem promieniowania ultrafioletowego i/lub widzialnego w obecności substancji (fotokatalizatora), który pochłania promieniowanie i umożliwia przebieg utleniająco – redykcyjnej reakcji chemicznej na powierzchni, np. między tlenem i parą wodną z powietrza, z wytworzeniem utleniającego rodnika hydroksylowego a zaadsorbowanymi zanieczyszczeniami, którymi mogą być też chorobotwórcze mikroorganizmy. (Potential antimicrobial effects of photocatalytic nanotechnologies in hospital settings. L.M. Margarucci, V. Romano Spica1, C. Protano, G. Gianfranceschi, M. Giuliano, V. Di Onofrio, N. Mucci, F. Valeriani1, M. Vitali, F. Romano – ” Ann Ig”, 2019).Mechanizmy fotokatalityczne oparte na TiO2 i mikrobiologiczna dezaktywacja poprzez wytwarzanie reaktywnych form tlenu.

mechanizmy fotokatalityczne

Czy to jest nowe odkrycie? Może jeszcze nie zostało wystarczająco sprawdzone?

Zdolność dwutlenku tytanu (TiO2) do działania jako fotokatalizatora jest znana od kilkudziesięciu lat (1921). Ale ta cecha przez wiele lat nie była zbyt doceniana. Zainteresowanie wykorzystaniem właściwości fotokatalitycznych TiO2 pojawiło się ponownie, gdy została opublikowana praca o fotoelektrolizie wody przez Fujishima i Honda w 1972 r. Aktywność ta została wkrótce wykorzystana zarówno do utleniania zanieczysz-czeń, oczyszczania ścieków, oczyszczania wody pitnej, uzdatniania wody do przemysłowego mycia warzyw. Do dezynfekcji powietrza zastosowano filtry powlekane dwutlenkiem tytanu. Wiele późniejszych badań wyka-zało przydatność fotokatalizy do dezynfekcji wody, obejmującej niszczenie bakterii. Odkryto potencjalne możliwości niszczenia komórek rakowych.

Nowością stało się wykorzystanie zalet TiO2 w powłokach malarskich

Ale czy takie środki użyte w farbach TITANIUM firmy PIGMENT nie są szkodliwe ? Dla człowieka, środowiska?
W przypadku tradycyjnych metod, np. odkażanie związkami chloru, wiąże się z pojawieniem się rakotwórczych produktów ubocznych dezynfekcji Cl2. Zmiany w przepisach dotyczących jakości wody doprowadziły do położenia większego nacisku na alternatywne mechanizmy dezynfekcji. Stosowanie ozonu jest dosyć kłopotliwe ze względu na konieczność posiadania nietaniego generatora ozonu oraz bardzo krótki czas „życia” ozonu (krótkie czasy połowicznego rozpadu), co nie zabezpiecza trwale środowiska.

Dwutlenek tytanu TiO2 w materiałach budowlanych ( ściany, sufity, posadzki, itp.) z natury jest mniej kłopotliwy dla środowiska. Fotoaktywne materiały adsorbują zanieczyszczenia i mikroorganizmy na swojej powierzchni a następnie inaktywują lub rozkładają na dwutlenek węgla i wodę pod wpływem promieniowania UV oraz promieniowania widzialnego dostępnego nawet w zwykłych żarówkach oświetleniowych. Materiały fotoaktywne nie uwalniają toksycznych związków ubocznych do otoczenia (jak typowe chemiczne preparaty) oraz zapewniają wciąż skuteczną i ciągłą dezynfekcję otoczenia.

Jak możemy skorzystać z tych odkryć w naszym codziennym życiu? Jeżeli takie powierzchnie, ściany i sufity, pokryte farbami fotokatalitycznymi TITANIUM firmy PIGMENT, działają skutecznie w służbie zdrowia to czy sprawdzą się w pomieszczeniach mieszkalnych? Czy mogą pomóc w ograniczeniu zakażeń w mieszkaniach?

– Fotokatalityczne powierzchnie mogą być superhydrofilowe, co oznacza, że woda rozprzestrzenia się na powierzchni, umożliwiając zmywanie brudu, np. w zastosowaniach komercyjnych wykorzystuje się do produkcji samooczyszczających się okien (np. San Gobain Bioclean ™, Pilkington Active ™ i Sunclean ™) oraz takich szklanych pokryw do lamp oświetlających tunele. Oczywiście, są to powłoki przezroczyste.

Fotokatalizator może być stosowany do powlekania ścian, stołów i innych powierzchni w celu zmniejszenia zakażeń związanych z infekcją poprzez pośredni kontakt. Płytki ścienne (kafelki i fugi) powlekane TiO2 również stanowią skuteczny materiał samoczyszczący i dezynfekcyjny. Infekcja przez wirusy grypy rozprzestrzenianej drogą kropelkową(kaszel, kichanie) może być ograniczana w pomieszczeniach po zaadsorbowaniu ich na powierzchniach fotoaktywnych. Dlatego pokrycie ścian i sufitów farbą zawierającą w swoim składzie fotokatalizator skutecznie ogranicza rozprzestrzenianie się drobnoustrojów, w tym wirusów grypy, co przedstawia wyżej krótki wykaz opisów literaturowych.
Wirus grypy (fot. Shutterstock)

Czy takie produkty fotokatalityczne nie są zbyt skomplikowane w użyciu?

– Farby fotokatalityczne TITANIUM firmy PIGMENT są łatwe w użyciu. Nie wymagają stosowania specjalnych technologii aplikacji ani specjalnego sprzętu. Powłoki wykonuje się tradycyjnymi sposobami, przy użyciu pędzla, wałka lub natrysku. Ponieważ są wodorozcieńczalne, nie ma również problemu z zapachem, a sprzęt można umyć wodą.

Źródło: https://www.farbypigment.pl/fotokataliza-a-wirusy/