Tipik olarak, güzel beyaz duvar boyası sonsuza kadar güzel ve beyaz kalmaz. Çoğunlukla havadaki çeşitli maddeler yüzeyinde birikir. Bu istenen bir etki olabilir çünkü bir süreliğine havayı temizler ancak zamanla renk değişir ve yenilenmesi gerekir. Nanopartiküller fotokatalitik olarak aktiftir, güneş ışığını yalnızca havadaki maddeleri bağlamak için değil, aynı zamanda ayrıştırmak için de kullanabilirler.

TU Wien ve Università Politecnica delle Marche'den (İtalya) bir araştırma ekibi, kendi kendini temizleme gücü oluşturmak için sıradan, ticari olarak temin edilebilen duvar boyasına eklenebilen özel titanyum oksit nanopartikülleri geliştirmeyi başardı: Nanopartiküller fotokatalitik olarak aktiftir, Güneş ışığını yalnızca havadaki maddeleri bağlamak için değil, aynı zamanda bunları daha sonra ayrıştırmak için de kullanırlar. Duvar havayı temizler ve aynı zamanda kendini de temizler. Yeni duvar boyasının hammaddesi olarak atıklar kullanıldı: aksi takdirde atılması gereken metal hurdaları ve kurumuş düşen yapraklar.

Duvar boyasında modifiye edilmiş titanyum oksit

İç mekan havasında, temizlik maddeleri ve hijyen ürünleri kalıntılarından, pişirme sırasında üretilen veya deri gibi malzemelerden yayılan moleküllere kadar çok çeşitli kirletici maddeler meydana gelir. Bazı durumlarda bu, daha sonra "hasta bina sendromu" olarak adlandırılan sağlık sorunlarına yol açabilir.
TU Wien Malzeme Kimyası Enstitüsü'nden Prof. Günther Rupprechter, "Yıllardır insanlar havayı temizlemek için özelleştirilmiş duvar boyaları kullanmaya çalışıyorlar" diyor. "Titanyum oksit nanopartikülleri bu bağlamda özellikle ilgi çekicidir. Çok çeşitli kirleticileri bağlayabilir ve parçalayabilirler."
Bununla birlikte, sıradan titanyum oksit nanopartiküllerinin boyaya eklenmesi boyanın dayanıklılığını etkileyecektir: tıpkı kirleticilerin nanopartiküller tarafından bozunması gibi, boyanın kendisini dengesiz hale getirebilir ve çatlaklar oluşturabilirler. En kötü durumda, uçucu organik bileşikler bile açığa çıkabilir ve bu da sağlığa zararlı olabilir. Belirli bir süre sonra boya tabakası grileşir ve renklenir, sonunda yenilenmesi gerekir.

Işıkla kendi kendini temizleme
Ancak nanopartiküller UV ışığına maruz bırakılırsa kendilerini temizleyebiliyor. Titanyum oksit, fotokatalizör olarak adlandırılan, uygun ışığa maruz kaldığında kimyasal reaksiyonları mümkün kılan bir malzemedir. UV radyasyonu parçacıklarda serbest yük taşıyıcıları oluşturur ve bu da hapsedilen kirleticilerin havadan küçük parçalara ayrışmasına ve bunların salınmasına neden olur. Bu sayede kirleticiler zararsız hale getirilir ancak duvar boyasına kalıcı olarak bağlı kalmaz. Duvar rengi uzun vadede sabit kalır.

%96 kirletici giderme
Çalışmanın ilk yazarı Qaisar Maqbool, "Artık bu fenomeni çeşitli farklı yüzey ve nanopartikül analiz yöntemlerini kullanarak çok detaylı bir şekilde araştırdık" diyor. "Bu şekilde, bu parçacıkların duvar boyasına eklenmeden önce ve sonra nasıl davrandığını tam olarak gösterebildik."
Araştırma ekibi, değiştirilmiş titanyum oksit nanopartiküllerini sıradan, piyasada satılan duvar boyasıyla karıştırdı ve boyalı bir yüzeyi kirletici maddeler içeren bir çözeltiyle duruladı. Daha sonra kirleticilerin %96'sı doğal güneş ışığıyla parçalanabildi. Rengin kendisi değişmez; çünkü kirleticiler yalnızca bağlanmakla kalmaz, aynı zamanda güneş ışığının yardımıyla parçalanır.

Bu yeni duvar boyası türü birçok avantajı aynı anda bir araya getiriyor:

Havadaki kirletici maddeleri uzaklaştırıyor, diğer boyalardan daha uzun süre dayanıyor ve geri dönüştürülmüş malzemelerden elde edilebildiği için üretimde daha fazla kaynak tasarrufu sağlıyor. Daha ileri deneyler yapılıyor ve duvar boyasının ticarileştirilmesi amaçlanıyor.