Büyük gökdelenlerin camlarını temizlemenin maliyetini veya güneş panellerinin üzerindeki tozun enerji verimliliğini ne kadar düşürdüğünü hiç düşündünüz mü? Endüstriyel dünyada kirlilik sadece estetik bir sorun değil, aynı zamanda devasa bir maliyet kalemidir. Ancak nanoteknoloji, doğadan ilham alarak geliştirdiği kendi kendini temizleyen yüzeyler ile bu sorunu kökten çözüyor. Bu teknolojinin başrol oyuncusu ise: Nano Titanyum Dioksit (TiO2).
Güneş kremlerinden beyaz boyalara kadar hayatımızın içinde olan bu mineral, nano boyuta indirgendiğinde şaşırtıcı bir kimyasal yetenek kazanır: Işığı kullanarak kiri parçalamak.
Bu yazımızda, nano TiO2'nin yüzeyleri nasıl "akıllı" hale getirdiğini, fotokatalitik etkiyi ve endüstriye sağladığı büyük tasarruf fırsatlarını inceliyoruz.
Nano TiO2 kaplamaların çalışma prensibi iki temel bilimsel olaya dayanır. Bu iki olay birleştiğinde, yüzey üzerinde kir barınamaz hale gelir.
Titanyum dioksit, yarı iletken bir malzemedir. Yüzeye uygulanan nano TiO2 tabakası, güneşten gelen UV (ultraviyole) ışınlarını emdiğinde aktive olur. Bu aktivasyon, havadaki nem ve oksijenle tepkimeye girerek "serbest radikaller" oluşturur. Bu radikaller, yüzeydeki organik kirleri (kuş pisliği, egzoz dumanı, yağ, bakteri) kimyasal olarak parçalar ve zararsız gazlara dönüştürür.
Normalde camın üzerine yağmur yağdığında su damlacıklar (boncuk) halinde durur ve kuruduğunda iz bırakır. Ancak TiO2 kaplı yüzeyler süperhidrofiliktir (suyu aşırı seven). Bu yüzeylerde su, damlalar halinde toplanmak yerine yüzeye tamamen yayılarak ince bir film tabakası oluşturur. Bu su filmi, fotokataliz ile parçalanmış olan kiri yüzeyden kaydırıp aşağı indirir. Sonuç: Lekesiz, temiz bir cam.
Nano TiO2'nin endüstriyel uygulamaları, sadece temizlikle sınırlı kalmayıp çevre sağlığına da katkı sağlar.
Gökdelenler ve plazalar için cam temizliği büyük bir operasyonel giderdir. Nano TiO2 kaplı camlar, yağmur suyuyla kendi kendini temizleyerek bakım maliyetlerini %50'ye varan oranlarda düşürür.
Güneş panellerinin üzerindeki toz ve kir, verimliliği %20-30 oranında düşürebilir. Kendi kendini temizleyen kaplamalar, panellerin her zaman maksimum performansta çalışmasını sağlar.
Belki de en etkileyici özellik budur. Nano TiO2 kaplı binalar veya beton yollar, havadaki zararlı azot oksitleri (NOx) –yani egzoz dumanını– parçalayarak havayı temizler. Japonya ve Avrupa'da bu teknoloji "hava temizleyen otoyollar" yapımında kullanılmaktadır.
Yağmurlu havalarda yan aynaların görüşü kaybetmemesi için TiO2 kaplamaların süperhidrofilik (suyu yayma) özelliğinden yararlanılır.
Düşük Bakım Maliyeti: Temizlik personeli, su ve deterjan giderlerinden tasarruf sağlar.
Çevre Dostu: Zararlı kimyasal temizleyicilerin kullanımını azaltır ve havayı temizler.
Antibakteriyel: Hastane duvarlarında veya seramiklerinde kullanıldığında bakterileri ve virüsleri yok eder.
Uzun Ömürlü: Kaplama fiziksel olarak aşınmadığı sürece, güneş olduğu müddetçe çalışmaya devam eder.
Nano titanyum dioksit, pasif bir yüzeyi aktif bir temizlik işçisine dönüştüren nanoteknolojinin en zarif örneklerinden biridir. İster bir gökdelenin camı, ister bir güneş enerjisi santrali olsun; TiO2 kaplamalar sürdürülebilirlik ve verimlilik için vazgeçilmez bir yatırımdır.
Bugün "kendi kendini temizleyen" bir gelecekten bahsediyorsak, bunu güneşin gücünü kullanan bu mikroskobik parçacıklara borçluyuz.
