Fotocatalisi nella natura e nella tecnologia
La parola fotocatalisi descrive un principio d’azione. Con catalisi si intende l’accelerazione di una reazione chimica, nonché la trasformazione tramite una sostanza (= catalizzatore) la quale favorisce la reazione senza esaurirsi. Il catalizzatore avvia una reazione chimica, senza però che esso si trasformi; quindi rimane principalmente stabile.
L’esempio industriale più noto è il catalizzatore delle macchine. Smaltisce e separa gas tossici (biossido di azoto NOX) in sostanze innocue. Durante questa reazione, il catalizzatore si rigenera, rimanendo così funzionante per un lungo periodo. La parola “foto” significa che la sostanza, che funge da catalizzatore (o acceleratore) viene attivata tramite la luce.
In breve
La fotocatalisi è una reazione chimica nella quale il catalizzatore (=biossido di titanio) sollecitato dalla luce (=foto) innesca una reazione chimica senza consumarsi. Il catalizzatore (=biossido di titanio) ritorna dopo questa reazione allo stato iniziale.
Il più noto esempio di una fotocatalisi è la fotosintesi clorofilliana nelle piante: in questo caso agisce il pigmento verde delle foglie (= clorofilla) come catalizzatore, trasformando tramite la luce del giorno l'acqua e l'anidride carbonica in ossigeno e glucosio (zucchero).
Colori fotocatalitici – per amore dell’ambiente e della salute
Il principio della fotocatalisi è stato sfruttato ormai anche dall'industria del colore. Come catalizzatore viene usato un particolare pigmento molto fine (= nanoscala). Esistono diversi tipi di pigmenti. Alcuni di questi hanno la caratteristica di innescare processi fotocatalitici. Questi particolari tipi di pigmenti vengono mescolati nei colori, in modo da sfruttare la reazione chimica che così viene accelerata.
Un pigmento attivo fotocataliticamente (= catalizzatore) può generalmente degradare sostanze inquinanti e odori fastidiosi.
La reazione fa sì che queste sostanze vengono trasformate in piccole, innocue sostanze (si parla in questo contesto anche di una ossidoriduzione). Questa reazione viene innescata dalla luce, in presenza di ossigeno. L'efficacia del degrado dipende dalla durata e dall'intensità del flusso di luce.
Quando agisce la fotocatalisi?
Generalmente vale: Più tempo e intensità ha la luce, più efficace è l'azione. Ma luce non è uguale a luce. Lo speciale pigmento fotocatalitico generalmente necessita di luce UV. Le giuste lunghezze d’onda necessarie per innescare l'azione fotocatalitica, dipendono anche dal tipo di pigmento, che é contenuto in un colore. La luce UV viene assorbita in parte dai vetri delle finestre. Tuttavia bisogna dire, che certi pigmenti fotocatalitici reagiscono anche con comuni luci alogene.
Quali gas tossici e nocivi vengono degradati?
- Emissioni nocive che troviamo nelle abitazioni e vengono trasmesse da mobili o tappeti o quelle che derivano da consumo di sigarette: formaldeide/acetaldeide.
- Emissioni nocive derivanti da industrie e dagli scarichi delle macchine, principalmente biossido di azoto.
- Sporco a base di grassi come per esempio stereati.
- Batteri e spore di funghi possono essere ridotti con l'utilizzo dell'azione fotocatalitica.
