Ceramica cu proprietati fotocatalitice.Ceramica tarata cu doixid de titan TiO2

Dioxidul de titan este un fototcatalizator care aplicat pe suprafata placilor de ceramica in timpul coacerii acestora  confera placilor urmatoarele proprietati:
      Sub influenta  luminii placile de tratate cu dioxid de titan produc oxigen activ care prin oxidare distruge bacteriile si virusurile,  germenii de microorganisme, muschi si licheni si de asemenea distruge mirosurile urate din incaperi. Acest mecanism este asemanator cu cel al fotosintezei, astfel ca  1000 m² de ceramica tratata cu dioxid de titan echivaleaza, ca putere de purificare a aerului, cu sapte zeci de arbori.
      O alta proprietate esentiala data de dioxidul de titan este cea de hidrofilie. Apa este absobita pe suprafata filmului de dioxid de titan atat de puternic incat intra pe sub straturile de murdarie, creeaza o suprafata flotanta astfel incat curatirea acestor suprafete define extrem de usoara, reducand consumul de detergent la jumatate.  In ceea ce priveste fatadele si peretii exteriori ai cladirilor, nu necesita intretineri ulterioare, placile ceramice expuse ploilor se autocurata.

Avantajele tehnologiei HT

Din proprietatile enumerate mai sus rezulta urmatoarele avantaje economice si ecologice:
   - costuri reduse in intretinerea fatadei cladirilor;
   - reducerea cheltuielilor cu agentiile de curatire;
   - timp redus in activitatea de curatire;
   - suportul material pentru curatire este redus la minim;
   - agrsivitatea agentilor de curatire asupra ambientului este redusa la minim;
   - pentru fatadele exterioare nu este necesara investitia in aparatura si platforme de curatire periodica.

Istoric

     Procesul fotocatalitic a fost descris in anii ‘70 de catre cercetatorii Americani si Japonezi A. Heller, A. Fujishima, K. Honda: cand razele ultraviolete intra in contact cu suprafatele care contin TiO2, se elibereaza electroni si se creeaza astfel legaturi pozitive . Legaturile atomice sunt atat de puternice incat urmatoarele molecule de  H2O care vin in contact cu stratul OH sunt adsorbite si resping alte materiale cu care vin in contact. Picaturile de apa care cad pe suprafetele superhidrofilice formeaza o pelicula compacta de apa la suprafata placilor.
      Electronii liberi au capacitatea de a forma oxigen activ. Ei transforma CO in CO2, maresc gradul de oxidare al oxidului de azot si al oxidului de sulf, si produc oxidarea substantelor organice. Descompunerea bacteriilor este de fapt realizata prin procesul de oxidare al materiei organice.
      Cercetarile in acest domeniu au atins punctual culminant in 1995 odata cu inceperea folosirii in industrie a procesului fotocatalitic. S-a descoperit cum poate fi aplicat stratul activ de TiO2 pe suprafata materialelor ceramice, astfel incat sa se pastreza proprietatile fotocatalitice. Procesul de aplicare este patentat si poarta numele de Hydrotect. Agrob Buchtal are o traditie, in acest domeniu, incepand cu anul 2000

     Tehnologia Hydrotect are efecte devastatoare asupra baceriilor insa fara actiune semnificativa asupra virusurilor. Incepand cu anul 2012 Agrob Buchtal a trecut la o generatie superioara de gresie si faianta prin aplicarea unui nou tip de dioxid de titan care a ajuns la  performanta de a avea si proprietati antivirale, distrugand orice forma de virus. Tehnologia poarta numele de HT.

Principiul de functionare

     Principiul HT se bazeaza pe efectul fotocatalitic al dioxidului de titan. In timpul procesului de coacere a ceramicii, in ultima treime a timpului de ardere, o solutie ce contine dioxid de titan este pulverizata pe suprafata placilor. Dupa aceasta placile de ceramica sunt aduse din nou la temperatura de coacere si in acest fel dioxidul de titan adera la suprafata acestora. In acest fel suprafata placilor de ceramica ramane curata, pastrandu-si culorile ne alterate sau estompate, cu o mare rezistenta la chimicale si abrazivi. Referitor la rezistenta la chimicale si abraziune, nu exista nici o deosebire intre ceramica HT si ceramica netratata.
      Procesul de cataliza presupune o reactie declansata de catre dioxidul de titan intre oxigenul si umiditatea din aer in prezenta luminii, in special cea cu o lungime de unda de 300 – 400 nm. In timpul procesului dioxidul de titan nu se consuma, distruge sau transforma, el participa doar la reactie fara sa se consume, jucand doar rolul de catalizator. Acesta este motivul pentru care placile de ceramica tratate cu dioxid de titan sunt garantate pe viata. Proprietile fotocatalitice implica creearea unei suprafete hidrofilice. Suprafetele tratate HT sunt capabile sa reduca tensiunea superficiala a apei si astfel apa adera la suprafata, formand un film uniform pe suprafata placilor de ceramica, in locul picaturilor izolate, de apa. In cazul placilor ceramice obisnuite, acest film se poate obtine doar adaugand detergenti in apa. In acest fel apa patrunde sub particulele de murdarie, formandu-se in acest fel, o pelicula ce permite evacuarea gravitationala a murdariei. Prin procesul de fotocataliza, o parte din apa de pe suprafata placii de ceramica este descompusa in hidrogen si oxigen, asanumitul oxigen activ. Acesta din urma este responsabil pentru distrugerea si eliminarea bacteriilor si descompunerea particulelor din substantele odorizante organice (miros de bucatarie, miros de tutun, etc.). In cazul grafitti, autocuratarea se produce fara interventii exterioare insa procesul este mai lent si progresiv deoarece patrunderea luminii in spatele vopselei se face treptat, prin indepartarea progresiva a vopselei. O curatire rapida se face cu un detergent obisnuit, fara ca acest proces sa afecteze proprietatile fotocatalitice ale suprafetei.
      Asa cum am mentionat mai sus, pentru activarea efectului fotocatalitic este necesara o lumina cu o lungime de unda de 300-400 nm. Aceasta lumina este furnizata din belsug de radiatia solara din timpul zilei dar ea este disponibila si in interior, provenind de la radiatia patrunsa pe fereastra sau de la corpurile de iluminat artificial. In acest fel ceramica HT poate fi activata perpetuu. Aceste proprietati recomanda ceramica HT atat pentru interior (bai, bucatarii, sali de operatii, holuri, restaurante) cat si pentru placari exterioare.

Efectul antibacterian

Cateva teste efectuate in conditii de laborator dovedesc efectul antibacterian al placilor tratate cu dioxid de titan.Testele compara comportamentul coloniilor de bacterii de pe suprafetele tratate cu Hydrotect in comparatie cu cele de pe suprafetele martor.
In imaginea de mai jos aveti prezentata evolutia bacteriei Escherichia coli pe suprafetele cu Hydrotect in comparatie cu suprafata standard.

Sunt suficiente 20 de minute ca aceste colonii sa fie distruse complet. Comportament similar il au Staphylococcus aureus, Serratia marcences, Burkholderia cepacia, Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus uberis, Enterococcus facalis si lista continua, cuprinzand practic toate bacteriile, germenii de ciuperci si alte microorganisme.

Efectul de "autocuratare" 

autocuratare este un nume generic dat acestui efect pentru ca parcatic autocuratarea are loc doar in prezenta apei. Pentru ca suprafeltele tratate cu HT,ca sa se curete de murdarie e nevoie ca apa sa se prelinga pe aceste suprafete. Efectul este foarte elocvent in cazul fatadelor ventilate, expuse actiunii factorilor poluatori si a precipitatiilor, deopotriva. Factorii poluanti: praf, noxe, diferinte suspensii din aer se depun constant pe peretii cladirilor. Dupa fiecare ploaie, apa se scurge pe fatadele cladirilor, datorit proprietatii de hidrofilie aceasta adera la filmul de TiO2 de pe placa si astfel se creeaza o suprafata flotanta angrenand gravitational murdaria si in acest fel suprafetele raman perfect curate.