Fotokatalytická nanotechnologie využívá energii světla, kterou přeměňuje na silný čistící a antimikrobiální efekt
Představte si ploténku rozžhavenou na teplotu dosahující teploty mnoha tisíc stupňů Celsia. Pokud na ni dopadne malý kousek organického materiálu, ve vzdušném prostředí okamžitě shoří a rozloží se až na základní minerální komponenty. Okamžitě se odpaří a na ploténce se nic neusadí. Podobně, ale bez ohně a vysoké teploty, fungují naše funkční nátěry FN®. Tuto schopnost jim dodávají mikroskopické krystalky polovodiče oxidu titaničitého ( TiO2 ) a fyzikální jev fotokatalýza.
Fotokatalýza patří mezi fotoprocesy, které jsou přirozenou součástí našeho života a přírody kolem nás. Energie světla, která dopadá na mikrokrystalky polovodiče TiO2 vytváří na jejich povrchu volné elektrony a elektronové díry, jejichž působení rozkládá molekuly organických látek až na oxid uhličitý a vodu. Technologie funkčních nátěrů FN® využívá specifických vlastností mikroskopických krystalků TiO2 o rozměrech menších než 100 nanometrů (nm) a fyzikálních jevů probíhajících na atomární a subatomární úrovni. Proto se jedná o nanotechnologii.
Schéma fotokatalýzy
Nanotechnologie a fotokatalýza
Vysoká účinnost FN®nátěrů je založena na využití speciálního pojiva, které je přístupné pro vzduch a dokáže nanokrystalky TiO2 udržet na povrchu nátěrové vrstvy tak, aby byla maximalizována jejich účinnost a plnily svoje čistící vlastnosti, i když je v nátěru přidána barevná složka.
Vlastnosti a účinnost funkčních nátěrů FN® byly potvrzeny množstvím studií provedených Akademií věd ČR, Vysokou školou chemicko-technologickou v Praze, Vysokou školou báňskou v Ostravě a dalšími výzkumnými organizacemi v ČR i v zahraničí.
FN® nátěry odpovídají všem platným legislativním požadavkům pro oblast stavebnictví i hygieny.
Podrobnější informace a proces fotokatalýzy
Základním funkčním prvkem nátěrové technologie FN® jsou nanokrystaly fotokatalyzátoru. Jsou koncentrovány na povrchu útvarů mikroskopické porézní struktury zaschlé nátěrové vrstvy.
1m2 Funkčního povrchu opatřeného nátěrem FN® v sobě obsahuje 500m2 využitelné plochy nanokrystalů fotokatalyzátoru.
Nanokrystaly TiO2 jsou polovodičem, který transformuje světelnou energii v elektro-chemickou sílu schopnou účinně čistit vzduch, vodu i půdu, bránit usazování mikroorganismů a zajišťovat samočištění povrchů. Tento efekt patří mezi fotochemické reakce a nazývá se fotokatalýza.
PROCES FOTOKATALÝZY
Energie ultrafialové složky světla je přeměněna ve fotokatalytický efekt, který působí pouze v povrchové části nátěrové vrstvy do hloubky přibližně 9 µm. Při tomto efektu absorbuje fotokatalyzátor (TiO2) světelnou energii ultrafialového záření. Na povrchu fotokatalyzátoru se objevují volné elektrony a elektronové díry. Přímá interakce elektronů a elektronových děr s molekulami látek okolního prostředí velmi účinně rozkládá široké spektrum organických materiálů, včetně nečistot (saze, špína, olej, částice) a zápachu. V důsledku toho brání i usazování a růstu mikroorganismů (bakterie, viry, řasy, plísně, houby).
Důsledkem absorpce UV záření fotokatalyzátorem TiO2 je, kromě výše zmíněného rozkladu organických polutantů, také reakce vedoucí ve vzdušném prostředí k tvorbě povrchových OH skupin. Tím dochází k nárůstu povrchové energie, který vede k významnému zvýšení hydrofility povrchu.
„Protože se oxid titaničitý na fotokatalytické reakci podílí jen jako katalyzátor, nespotřebovává se. Popisované efekty jsou proto velmi dlouhodobé.“
Molekuly prakticky všech organických látek jsou v důsledku fotokatalytického efektu rozloženy převážně na molekuly vody (H2O) a oxidu uhličitého (CO2). Molekuly anorganických látek, schopné oxidace, jsou dále oxidovány (CO →CO2; NO → NO2; SO → SO2).
