Günther Rupprechter – TU Wien
Qaisar Maqbool – univpm
Tipicamente, una bella pittura murale bianca non rimane tale e quale per sempre, e spesso, sulla sua superficie si accumulano varie sostanze dell’aria; questo potrebbe essere un effetto desiderato in quanto per un certo periodo l’aria si ripulisce, ma nel corso del tempo, la tinta subisce una trasformazione e deve essere riapplicata. Un team di ricercatori proveniente dalla TU Wien e dall’Università Politecnica delle Marche (Italia) è riuscito recentemente a mettere a punto delle nanoparticelle speciali di ossido di titanio che possono essere aggiunte nelle pitture ordinarie, disponibili in commercio per ottenere un effetto autopulente: le nanoparticelle sono fotocataliticamente attive, possono utilizzare i raggi solari non solo per legare le sostanze dell’aria, ma anche per decomporle in un secondo momento. Il muro ripulisce l’aria e si autopulisce nello stesso tempo.
I materiali di scarto utilizzati come materia prima per la nuova pittura murale sono gli sfridi metallici, che altrimenti dovrebbero essere smaltiti e le foglie secche che cadono dagli alberi.
OSSIDO DI TITANIO MODIFICATO NELLA PITTURA MURALE
Nell’aria degli ambienti interni è presente una varietà di inquinanti, a partire dai residui degli agenti detergenti e prodotti per l’igiene fino alle molecole prodotte durante la cottura di cibi oppure emesse da materiali quali il cuoio. In alcuni casi, tutto questo può causare problemi di salute, ad esempio causare la ‘sindrome dell’edificio malato’. “Da anni ormai le persone tentano di utilizzare pitture murali customizzate per pulire l’aria”, afferma il Prof. Günther Rupprechter dell’Institute of Materials Chemistry della TU Wien. “Le nanoparticelle di ossido di titanio sono particolarmente interessanti in questo contesto. Esse possono legare e parcellizzare una vasta serie di inquinanti”. Tuttavia, anche solo aggiungendo le nanoparticelle di ossido di titanio ordinarie nella pittura murale si produce un effetto sulla durabilità della pittura; infatti, non appena i contaminanti vengono deteriorati dalle nanoparticelle, essi possono rendere anche la pittura stessa instabile determinando screpolature. Nel peggiore dei casi, possono essere liberati i composti organici volatili, che a loro volta possono essere nocivi per la salute. Trascorso un certo periodo di tempo, lo strato di pittura diventa grigio e colorato e infine deve essere riapplicato.
AUTOPULENTE GRAZIE ALLA LUCE
E’ anche vero che le nanoparticelle possono autopulirsi se vengono irradiate dai raggi UV. L’ossido di titanio è un cosiddetto fotocatalizzatore, un materiale che rende possibili le reazioni chimiche quando viene esposto alla luce idonea. L’irraggiamento UV crea dei veicoli neutri nelle particelle, che provocano la decomposizione degli inquinanti dell’aria intrappolati in minuscole parti e il loro rilascio. In questo modo, i contaminanti vengono resi innocui, ma non rimangono eternamente attaccati alla pittura murale. La tinta del muro rimane stabile a lungo termine. Nella pratica, tuttavia, sarebbe eccessivo irraggiare ripetutamente il muro con intensi raggi di luce UV per attivare il processo autopulente. “Quindi il nostro obiettivo è stato quello di modificare queste particelle in modo tale da indurre l’effetto fotocatalitico anche con la luce del sole naturale”, ha spiegato Günther Rupprechter. Ciò è ottenibile aggiungendo certi atomi alle nanoparticelle di ossido di titanio come il fosforo, l’azoto e il carbonio. Di conseguenza, le frequenze della luce che possono essere raccolte dalle particelle mutevoli e al posto della luce UV soltanto, la luce visibile naturale può attivare la fotocatalisi.
RIMOZIONE DEI CONTAMINANTI AL 96%
“Abbiamo compiuto ricerche su questo fenomeno in modo molto dettagliato utilizzando una varietà di metodi di analisi di superfici e nanoparticelle”, ha commentato Qaisar Maqbool, il primo autore dello studio. “In questo modo, abbiamo potuto mostrare esattamente il comportamento di queste particelle, prima e dopo essere state aggiunte alla pittura murale”. Il team di ricercatori ha miscelato le nanoparticelle di ossido di titanio modificate con una pittura murale ordinaria, disponibile in commercio, per poi sciacquare la superficie verniciata con una soluzione contenente contaminanti. Il risultato è stato che il 96% dei contaminanti poteva essere degradato dalla luce del sole naturale. La tinta stessa non cambia perché i contaminanti non solo sono legati, ma sono anche parcellizzati con l’aiuto della luce del sole.
IL MATERIALE DI SCARTO COME MATERIA PRIMA
Ai fini del successo commerciale di queste pitture, è importante anche evitare materie prime costose. Afferma Günther Rupprechter: “Nella catalisi, ad esempio, vengono utilizzati metalli preziosi come il platino o l’oro. Nel nostro caso, tuttavia, sono sufficienti gli elementi che sono subito disponibili da qualsiasi fonte: per ottenere il fosforo, l’azoto e il carbonio, abbiamo utilizzato foglie secche cadute dagli alberi di ulivo e il titanio per le nanoparticelle di ossido di titanio è stato ricavato dagli scarti del metallo, che solitamente viene eliminato”.
Questa nuova tipologia di pittura murale combina diversi vantaggi: rimuove i contaminanti dall’aria, dura di più di altre pitture, e consente un risparmio superiore di risorse nel processo di produzione perché può essere ottenuta dai materiali riciclati. Sono in corso ulteriori esperimenti ed è prevista la commercializzazione della pittura murale.
