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Los materiales fotocatalíticos y la contaminación

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En un mundo cada vez más contaminado, la industria trata de poner a punto métodos que nos ayuden a disminuir la contaminación como los materiales fotocatalíticos.

Estos materiales incorporan un fotocatalizador adecuado en materiales de construcción como el cemento, las pinturas, o el cristal. Un fotocatalizador es un compuesto químico que es capaz de degradar los contaminantes químicos y biológicos que entran en contacto con el material al someterlo a la acción de la luz solar o de las lámparas.

Aunque se han desarrollado muchos otros fotocatalizadores, el más utilizado es el TiO2. Este compuesto tiene una ventaja fundamental, ya que se venía usando desde el siglo XIX como pigmento blanco en la formulación de pinturas.

Incluso si las reacciones químicas inducidas por TiO2 irradiado ya se habían observado con anterioridad, no fue hasta 1938 que Honda y Fujishima entendieron el mecanismo fotocatalítico por el cual TiO2 fue capaz de producir el fotoblanqueo de tintes y disolventes orgánicos cuando se irradió con una lámpara de mercurio (Honda).

Experimentos adicionales demostraron que la estructura cristalina anatasa de TiO2 poseía una fotoactividad considerablemente más alta que la de otras sales de TiO2 como el rutilo y la brookita (Fujishima).

Varios experimentos corroboraron las primeras observaciones realizadas por Honda y Fujishima, demostrando que el polvo de TiO2, y más especialmente la anatasa TiO2, era capaz de degradar los contaminantes del aire (por ejemplo, N2O, NO, NO2, SO2, BTEX, compuestos de carbonilo, alcoholes, CO , CH4, CFC …) cuando se expone a radiación similar a la solar.

Teniendo en cuenta los resultados prometedores obtenidos en experimentos a escala de laboratorio, el TiO2 se incorporó a los materiales de construcción como hormigón, vidrio o pintura, dando lugar a los distintos tipos de materiales fotocatalíticos.

A pesar de sus excepcionales propiedades, el TiO2 puro presenta un inconveniente fundamental a la hora de aplicarlo a la preparación de materiales fotocatalíticos, ya que sólo puede activarse con radiación ultravioleta, siendo extremadamente poco eficaz cuando se le irradia con una lámpara como la que encontramos en cualquier edificio.

La industria trata de resolver este problema desarrollando nuevos fotocatalizadores que, basados en el dopaje del TiO2, sean también activos en el interior de los edificios.

Los materiales fotocatalíticos presentan varias propiedades, siendo las más atractivas:

  • Degradación de contaminantes inorgánicos y orgánicos.
  • Autolimpieza, reduciendo los costos de mantenimiento del material y permitiendo una visión prístina más larga del edificio.
  • Propiedades antimicrobianas y antifúngicas, ya que los materiales fotocatalíticos evitan el crecimiento de bacterias y hongos en su superficie.
  • Propiedades antivaho: El ángulo de contacto con el agua disminuye a casi 0 ° cuando se irradia el fotocatalizador, evitando la formación de gotas en la superficie del fotocatalizador y evitando que éste se empañe.

En base a estas propiedades tan excepcionales, los materiales fotocatalíticos se utilizan cada vez más en la purificación del aire en las ciudades, túneles, o hospitales, por citar solo unos ejemplos. Los materiales fotocatalíticos se están volviendo así en uno de los mejores aliados a la hora de disminuir la contaminación causada por el tráfico en las ciudades, los contaminantes emitidos por el material electrónico o los muebles, o las bacterias, hongos, e insectos que nos rodean.

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