A descoberta da catálise produz tinta de parede autolimpante que decompõe os poluentes do ar quando exposta à luz solar
Crédito:Catálise ACS (2024). DOI:10.1021/acscatal.3c06203 Normalmente, uma bela pintura de parede branca não permanece bonita e branca para sempre. Freqüentemente, substâncias do ar se acumulam em sua superfície. Este pode ser um efeito desejado porque deixa o ar mais limpo por um tempo – mas com o tempo, a cor muda e precisa ser renovada.
Uma equipe de pesquisa da TU Wien e da Università Politecnica delle Marche (Itália) conseguiu agora desenvolver nanopartículas especiais de óxido de titânio que podem ser adicionadas a tintas de parede comuns disponíveis comercialmente para estabelecer poder de autolimpeza:As nanopartículas são fotocataliticamente ativas, elas podem use a luz solar não apenas para reter substâncias do ar, mas também para decompô-las posteriormente.
A parede torna o ar mais limpo – e ao mesmo tempo se limpa. Os resíduos serviram de matéria-prima para a nova pintura de parede:restos de metal, que teriam que ser descartados, e folhas secas caídas. O estudo foi publicado em ACS Catalysis .
Óxido de titânio modificado na pintura de parede
Uma grande variedade de poluentes ocorre no ar interior – desde resíduos de agentes de limpeza e produtos de higiene até moléculas produzidas durante o cozimento ou emitidas por materiais como o couro. Em alguns casos, isso pode levar a problemas de saúde, que são chamados de “síndrome do edifício doente”.
“Durante anos, as pessoas têm tentado usar tintas de parede personalizadas para limpar o ar”, diz o professor Günther Rupprechter, do Instituto de Química de Materiais da TU Wien. "As nanopartículas de óxido de titânio são particularmente interessantes neste contexto. Elas podem ligar e quebrar uma ampla gama de poluentes."
No entanto, a simples adição de nanopartículas comuns de óxido de titânio à tinta afetará a durabilidade da tinta:assim como os poluentes são degradados pelas nanopartículas, eles também podem tornar a própria tinta instável e criar fissuras. Na pior das hipóteses, podem até ser libertados compostos orgânicos voláteis, que por sua vez podem ser prejudiciais à saúde. Depois de um certo tempo, a camada de tinta fica cinza e tingida, finalmente deve ser renovada.
Autolimpeza por luz
No entanto, as nanopartículas podem limpar-se se forem irradiadas com luz UV. O óxido de titânio é o chamado fotocatalisador – um material que permite reações químicas quando exposto a luz adequada. A radiação UV cria portadores de carga livres nas partículas, que induzem a decomposição dos poluentes retidos no ar em pequenas partes e a sua libertação. Desta forma, os poluentes tornam-se inofensivos, mas não permanecem permanentemente ligados à pintura da parede. A cor da parede permanece estável a longo prazo.
Na prática, porém, isso é de pouca utilidade – afinal, seria tedioso irradiar repetidamente a parede com luz ultravioleta intensa para impulsionar o processo de autolimpeza. “Nosso objetivo era, portanto, modificar essas partículas de tal forma que o efeito fotocatalítico também pudesse ser induzido pela luz solar comum”, explica Rupprechter.
Isto é conseguido adicionando certos átomos adicionais às nanopartículas de óxido de titânio, como fósforo, nitrogênio e carbono. Como resultado, as frequências de luz que podem ser captadas pelas partículas mudam e, em vez de apenas luz UV, a fotocatálise também é desencadeada pela luz visível comum.
Qaisar Maqbool e Günther Rupprechter. Crédito:Universidade de Tecnologia de Viena
96% de remoção de poluentes
“Agora investigamos este fenômeno detalhadamente usando uma variedade de diferentes métodos de análise de superfície e nanopartículas”, diz Qaisar Maqbool, o primeiro autor do estudo. “Dessa forma, conseguimos mostrar exatamente como essas partículas se comportam, antes e depois de serem adicionadas à tinta da parede”.
A equipe de pesquisa misturou as nanopartículas de óxido de titânio modificadas com tinta de parede comum disponível no mercado e enxaguou a superfície pintada com uma solução contendo poluentes. Posteriormente, 96% dos poluentes poderiam ser degradados pela luz solar natural. A cor em si não muda – porque os poluentes não são apenas ligados, mas também decompostos com a ajuda da luz solar.
Resíduos como matéria-prima
Para o sucesso comercial dessas tintas, também é importante evitar matérias-primas caras. “Na catálise, por exemplo, são utilizados metais preciosos como a platina ou o ouro. No nosso caso, porém, são suficientes elementos que estão facilmente disponíveis em todos os lugares:para obter fósforo, nitrogênio e carbono, usamos folhas secas caídas de oliveiras , e o titânio para as nanopartículas de óxido de titânio foi obtido a partir de resíduos metálicos, que normalmente são simplesmente jogados fora", diz Rupprechter.
Este novo tipo de tinta para parede combina várias vantagens ao mesmo tempo:remove poluentes do ar, dura mais do que outras tintas – e economiza ainda mais recursos na produção, pois pode ser obtido a partir de materiais reciclados. Novos experimentos estão sendo realizados e pretende-se comercializar a tinta para parede.
