Témata
Reklama

Samočisticí povrchy na principu TiO2 fotokatalýzy

Některým čtenářům se již možná donesla informace o novince v oblasti keramických obkladů s vysokými samočisticími a bakteriocidními účinky, které uvádí na český trh firma Rako. Na povrch keramických obkladových materiálů je nanesena vrstva oxidu titaničitého (TiO2) a dalších komponentů, která nemá vliv na vzhled a mechanické vlastnosti obkladových prvků a díky hydrofilnímu a antibakteriálnímu efektu povrchu obkladu značně zvyšuje jeho užitné vlastnosti.

Vlastní objev byl patentován v Japonsku v roce 1996 a jeho základem je to, že povrch, jehož podstatnou složkou je jedna z modifikací TiO2, vykazuje po ozáření UV paprsky nejen schopnost oxidačně-redukční, ale i tzv. superhydrofilní (tj. supersmáčivou). V této souvislosti se začalo hovořit o čištění světlem a takřka přes noc vzniklo nové průmyslové odvětví. O tom svědčí fakt, že jenom v Japonsku se vývoji možných aplikací v roce 2001 věnovalo více než 1000 společností. Autor článku se tohoto projektu účastní od samého začátku.
Některé projekty, jako např. superčisté město, kde budou domy a vozovky natřeny nátěry s TiO2 (denní světlo bude dostatečné, aby likvidovalo exhalace včetně NOx a domy se navíc nebudou špinit), jsou stále v oblasti vizí, ale technicky jsou realizovatelné již dnes. Samočisticí obklady keramické obklady vyráběné ve firmě Rako Rakovník a založené na principu TiO2 fotokatalýzy, byly rovněž utopickou vizí ještě 5 lety. Dnes je to jedna z prvých realizovaných aplikací v Evropě. Obor TiO2 fotokatalýzy je perspektivní především proto, že neinvazivně přispívá ke zlepšení životního prostředí.
Reklama
Reklama
Reklama

Slunce rozkládá nečistoty

Jaký je princip tohoto procesu? Metoda využívá reakce TiO2 s ultrafialovým zářením (UV), které je součástí slunečního záření. TiO2 funguje jako polovodič, který je chemicky aktivován energií UV záření. Na povrchu speciálně připraveného TiO2 dochází k rozkladu nečistot, páchnoucích chemikálií, toxických plynů včetně kysličníků dusíku, bakterií apod. Kromě těchto katalytických vlastností povrch vykazuje výrazné smáčecí, tzv. superhydrofilní vlastnosti. To v praxi znamená, že znečištěný povrch lze snadno omýt vodou a netvoří se na něm při oplachu vodní kapky. Stěny budov ošetřených TiO2 nátěry se nezašpiní (nečistoty jsou snadno smyty deštěm bez chemických přípravků) a navíc dochází k rozkladu toxických plynů z ovzduší a tím i ke snížení jejich koncentrace. I při nejprudším dešti je zpětné zrcátko automobilu stále funkční, neboť voda na něm vytvoří tenkou průhlednou vrstvu.
Mezi již realizovanými příklady použití lze uvést samočisticí nátěry karoserií automobilů i určitých plášťů budov, zpětná zrcátka automobilů, čističky vzduchu nebo technologie čištění kontaminovaných vod a zemin od chlorovaných uhlovodíků. Na dalších aplikacích se intenzivně pracuje, vyvíjí se např. TiO2 antikorozní ochranné nátěry na ocel. S největší pravděpodobností bude také možno zkonstruovat i detektory na měření radiačního záření pracující na popsaném principu.
V roce 2001 bylo při ATG Praha založeno Centrum pro aplikace TiO2 fotokatalýzy, které úzce spolupracuje s naší vědeckou základnou. Svojí aktivitou zúročuje i zkušenosti získané v posledních letech při spolupráci s japonskými partnery. Jedním z cílů jeho aktivit je seznámit potenciální zájemce s již existujícími možnými aplikacemi a předpokládanými směry vývoje v této oblasti .

Některá omezení

Je ovšem třeba poznamenat, že efekty TiO2 fotokatalýzy mohou v některých případech působit i negativně. Např. u samočisticích ochranných průhledných nátěrů na domy může dojít k vyblednutí původní barvy vlivem rozkladu organických pigmentů. Situace je řešitelná za cenu tzv. mezibariérových nátěrů, ale to technologii komplikuje a prodražuje. Existují také některé faktory, které mohou zablokovat fotochemickou reakci, což je třeba při aplikacích brát v úvahu. Účinnost reakce je pro některé nevhodně zvolené aplikace nízká. Např. lze čistit chlorované uhlovodíky z kontaminovaných podzemních vod až se 100% účinností, ale je nutné je převést nejdříve do plynné fáze, ve níž je účinnost reakce vyšší. Rovněž standardní měřicí postupy účinků metody jsou zatím ve stadiu schvalování.
TiO2 centrum pracuje v současnosti samostatně i v rámci mezinárodních projektů na několika zajímavých projektech, jako je např. vývoj samočisticích a antibakteriálních nátěrů, vývoj UV fotoreaktorů na čištění užitkové vody apod. V případě zájmu lze získat podrobnější informace v Centru TiO2 fotokatalýzy při ATG Praha. V nejbližších dnech bude také publikován překlad knihy prof. A. Fujishimy Základy a aplikace TiO2 fotokatalýzy.
Reklama
Vydání #5
Kód článku: 20525
Datum: 16. 05. 2002
Rubrika: Trendy / Povrchové úpravy
Autor:
Firmy
Související články
Stříkání a lakování - trendy jsou nepochybné

Nutnost zvyšovat technicko-ekonomickou úroveň firmy je na denním pořádku. Inovace zvyšují podnikovou konkurenceschopnost, kterou lze spatřovat zejména ve flexibilitě, tvorbě přidané hodnoty, efektivnosti a kvalitě. Také v oboru povrchových úprav je trendem automatizace a robotizace.

Zvýšení výkonu u tribo stříkání

Stříkání práškových barev systémem tribo je založeno na fyzikálních principech, které do značné míry určují výsledné parametry stříkacího zařízení. Výrobce stříkacích pistolí je postaven před úkol navrhnout optimální konstrukci, která bude poskytovat nejlepší možný výstup, jakým je dostatečně nabitý prášek, který vystupuje v požadovaném množství a s použitelnou rychlostí z ústí nabíjecí trubice. Jak název napovídá, nabíjení prášku tribo je založeno na principu tření.

Předúprava oceli nízkoteplotním plazmatem pro zvýšení pevnosti lepeného spoje

V příspěvku jsou shrnuty výsledky výzkumu vlivu plazmochemické předúpravy vzorků oceli DC01 na výslednou pevnost lepeného spoje. Pro předúpravu povrchu vzorků oceli byla použita RF štěrbinová tryska generující plazma. Jako pracovní plyn byl použit argon a argon v kombinacích s dusíkem nebo kyslíkem. Vliv plazmové předúpravy na povrch oceli byl vyhodnocen pomocí měření kontaktních úhlů a výpočtu volné povrchové energie. Po slepení vzorků oceli pomocí běžně užívaného lepidla Weicon Flex 310M HT200 byly testovány výsledné vlastnosti lepeného spoje pomocí standardních mechanických odtrhových testů podle ČSN EN 1465.

Související články
Kompozitní povlaky jako možná náhrada za povlaky na bázi CrIV

Tento příspěvek se týká oblasti povrchových úprav, zejména elektrolyticky vyloučených kovových povlaků, a to způsobu vytvoření kompozitní povrchové úpravy na bázi niklu s vysokou odolností proti opotřebení. Výsledkem provedeného výzkumu je technologický postup závěsového pokovení pro nový kompozitní povlak NiP-XLS, který by mohl nahradit povlaky na bázi CrIV.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Vakuové odpařování - technologie budoucnosti

Vakuové odpařování je v České republice poměrně málo používaná technologie. Má však velký potenciál pro budoucí rozšíření. Tato technologie nachází využití v povrchových úpravách, chemickém, strojírenském, potravinářském a farmaceutickém průmyslu. Firma Kovofiniš je jednou z prvních českých firem, která nabízí vlastní vakuové odparky.

Komplexní způsob kontroly procesu odmaštění

Článek pojednává o možnostech komplexní kontroly procesu odmaštění v průmyslových aplikacích, tj. především o možnostech kontroly stavu povrchu výrobků před procesem odmaštění a po něm a o kontrole stavu odmašťovacích kapalin pomocí UV-VIS spektroskopie.

Šetrné a účinné čištění těžko dostupných míst

Klasické postupy čištění ve vodě se dostávají na hranice svých možností, když jde například o kapilární struktury nebo komplexní geometrie. Za takové situace se nově na scénu dostávají tzv. CNP technologie (Cyclic Nucleation Process). Tato technologie pracuje na principu cyklické nukleace (tvorby krystalových zárodků z přesycených roztoků).

Ako zvýšiť kvalitu povrchových úprav

Dokonale čistý a odmastený povrch dielov je základnou črtou pre všetky povrchové úpravy, ktorý má veľký vplyv na výslednú kvalitu produktu. Predovšetkým rôzne spôsoby nanášania kovov si vyžadujú starostlivú prípravu povrchu, aby sa zabránilo vzniku škvŕn, ktoré vznikajú v dôsledku povrchovej kontaminácie počas tvárnenia kovov.

Vývoj epoxidových barev na konstrukce

Trendem dnešní doby je snižování nákladů na nátěrové systémy na konstrukce. Tyto systémy jsou ve většině případů složeny ze základní nátěrové hmoty (NH) epoxidového typu a vrchního polyuretanového emailu. V rámci úspory nákladů byla vyvinuta NH, která plní funkci obou těchto nátěrových hmot, to znamená, že má antikorozní vlastnosti, splňuje funkci vrchní NH a je možné ji aplikovat pouze v jedné vrstvě.

Lehké konstrukce automobilů - Specifické povlaky hlubokotažných ocelí

Na konstrukční materiály používané při stavbě automobilové karoserie jsou kladeny mimořádné požadavky. Specifické podmínky musejí splnit zejména vnější povrchové díly karoserie, které jsou nositeli designu vozu a které tím i do značné míry rozhodují o prodejnosti a úspěšnosti daného modelu. Kromě základních mechanických podmínek musejí povrchové díly splnit perfektní lakovatelnost, mimořádnou korozní odolnost, ale také musejí mít schopnost bezproblémového zpracování – ať už lisováním, nebo rozmanitými technologiemi spojování, jako je laserové pájení a lepení.

Maskování pro povrchové úpravy

Před mnoha lety, než jsem se začal zabývat povrchovými úpravami a maskováním, jsem netušil, jak komplexní obor to je a co všechno zahrnuje. Problematika je natolik obsáhlá a speciální, že by si zasloužila samostatný studijní obor na univerzitě. Zkusím proto v tomto článku popsat alespoň část svých dosavadních zkušeností a poznatků z mojí univerzity života.

Předúpravy povrchů velkorozměrných ocelových konstrukcí

V letech 2014 až 2016 budovala jako generální dodavatel firma S.A.F. Praha, spol. s r. o., technologická zařízení pro mechanické předúpravy povrchu, odmašťování a termické nástřiky ve výrobním závodě polské firmy Famet v blízkosti města Opole. Investor a uživatel vyrábí zařízení pro energetiku, plynárenský a ropný průmysl, jejichž součástí jsou velké ocelové svařence s hmotností do 250 tun.

Otěruvzdornost povlaků žárového zinku s přídavkem cínu

Žárové zinkování ponorem představuje jeden z nejrozšířenějších způsobů ochrany ocelových materiálů kovovými povlaky. Životnost takto zhotovených povlaků je v běžném prostředí více než 50 let, a proto nevyžadují údržbu. Vlastnosti zinkového povlaku lze navíc podle použití částečně ovlivňovat přídavkem některých prvků do oceli nebo zinkové lázně. V rámci výzkumu na Ústavu strojírenské technologie ČVUT v Praze bylo cílem zhodnotit odolnost proti otěru zinkového povlaku v závislosti na obsahu cínu v zinkové tavenině.

Funkční materiály pomocí depozice atomových vrstev

Depozice atomových vrstev (ALD – Atomic Layer Deposition) je technologie využívající depozice tenkých vrstev na povrch substrátu s přesností v atomovém měřítku, založená na řadě reakcí výchozí látky v plynném stavu s povrchem substrátu. Většina ALD reakcí používá dvě chemické látky, které se nazývají prekurzory.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit