激光网3月26日消息，通常，美丽的白色墙漆不会永远保持美丽和洁白。通常，空气中的物质会积聚在其表面。这可能是一个理想的效果，因为它可以使空气在一段时间内更清洁，但随着时间的推移，颜色会发生变化，需要更新。
来自维也纳工业大学和意大利理工大学的一个研究小组现在已经成功地开发了特殊的氧化钛纳米颗粒，这些纳米颗粒可以添加到普通的市售墙漆中，以建立自清洁能力：纳米颗粒具有光催化活性，它们不仅可以利用阳光结合空气中的物质，还可以在之后分解它们。
墙壁使空气更清洁，同时也清洁了自己。废料被用作新墙面涂料的原材料：金属废料，否则必须丢弃，以及干燥的落叶。该研究发表在ACS Catalysis上。
室内空气中存在各种各样的污染物，从清洁剂和卫生用品的残留物到烹饪过程中产生的分子或皮革等材料排放的分子。在某些情况下，这可能导致健康问题，这被称为“病态建筑综合症”。
“多年来，人们一直在尝试使用定制的墙面涂料来清洁空气，”维也纳工业大学材料化学研究所的Günther Rupprechter教授说。“在这种情况下，氧化钛纳米颗粒特别有趣。它们可以结合和分解多种污染物。
然而，简单地在油漆中添加普通的氧化钛纳米颗粒会影响油漆的耐久性：正如污染物被纳米颗粒降解一样，它们也会使油漆本身不稳定并产生裂缝。在最坏的情况下，挥发性有机化合物甚至会释放出来，这反过来又可能对健康有害。一段时间后，油漆层变灰并变色，最后必须更新。
然而，如果纳米颗粒被紫外线照射，它们可以自我清洁。氧化钛是一种所谓的光催化剂，一种在暴露于合适的光线下时能够发生化学反应的材料。紫外线辐射在颗粒中产生自由电荷载流子，诱导空气中捕获的污染物分解成小部分并释放。通过这种方式，污染物变得无害，但不会永久附着在墙面涂料上。从长远来看，墙面颜色保持稳定。
然而，在实践中，这几乎没有用处——毕竟，为了推动自清洁过程，用强烈的紫外线反复照射墙壁会很乏味。“因此，我们的目标是以这样一种方式修改这些颗粒，即光催化效应也可以由普通阳光诱导，”Rupprechter解释道。
这是通过在氧化钛纳米颗粒中添加某些额外的原子来实现的，例如磷、氮和碳。结果，粒子可以收集的光频率发生了变化，而不仅仅是紫外线，光催化也由普通可见光触发。
“我们现在已经使用各种不同的表面和纳米颗粒分析方法非常详细地研究了这种现象，”该研究的第一作者Qaisar Maqbool说。“通过这种方式，我们能够准确地展示这些颗粒在被添加到墙漆之前和之后的行为。
研究小组将改性的氧化钛纳米颗粒与普通的市售墙漆混合，并用含有污染物的溶液冲洗涂漆表面。随后，96%的污染物可以通过自然阳光降解。颜色本身不会改变，因为污染物不仅被束缚，而且在阳光的帮助下被分解。
为了这种涂料的商业成功，避免昂贵的原材料也很重要。“例如，在催化中，使用铂金或黄金等贵金属。然而，在我们的案例中，从任何地方都可以获得的元素就足够了：为了获得磷、氮和碳，我们使用了橄榄树的干落叶，而氧化钛纳米颗粒的钛是从金属废料中获得的，通常只是简单地扔掉，“Rupprechter说。
这种新型墙面涂料同时结合了多种优点：它可以去除空气中的污染物，比其他涂料使用寿命更长，而且由于可以从回收材料中获得，因此在生产中更加节约资源。正在进行进一步的实验，并打算将墙面涂料商业化。
