Már itthon is gyártanak nanotechnológiás védőbevonatot

Vízlepergető festék, baktériumölő bevonat, öntisztuló felületek - ezek mind megvalósíthatók a korszerű technológiával előállított titanát nanoszerkezetek felhasználásával. A legújabb magyar fejlesztésű titanát gél könnyen felvihető a különböző felületekre, és megtartja a titán-dioxid kedvező hatásait.

Titanát nanorészecskék elektronmikroszkópos képe

A közelmúltban nemzetközi mércével is jelentős titanát nanoszerkezet-gyártó kapacitás létesült a Szegedi Tudományegyetem Alkalmazott és Környezeti Kémiai Tanszéke és az Auro-Science Kft. közös fejlesztésében. Ezzel megnyílt a lehetőség, hogy hazai előállítású alapanyagból gyártsanak olyan felületvédő és bevonó anyagokat, amelyek alkalmassá teszik a felületet biológiai, kémiai és fizikai öntisztulásra, megvédik a felületet a víz behatolásától, ugyanakkor megmarad a szerkezet lélegzőképessége.

"Egydimenziós titanát nanoszerkezeteket először 1998-ban állítottak elő hidrotermális úton, azóta a terület folyamatosan az érdeklődés fókuszában van. Az anyagok nemcsak tudományos szempontból érdekesek (képződési mechanizmusukra például éppen a mi kutatócsoportunk tett egy minden kísérleti eredményt kielégítően magyarázó javaslatot), hanem a gyakorlati
alkalmazás szempontjából is" - mondta az [origo]-nak dr. Kukovecz Ákos, a szegedi kutatások egyik vezetője.

Ezen alapanyag egyik alkalmazási formája lehet a fotokatalitikus (UV-ban gazdag fény hatására katalizáló) tulajdonságokkal bíró felületbevonó szol (folyadékban lebegő szilárd nanorészecskék), amelyre a világpiacon már több cég is különböző megoldásokat kínál.

A titanát nanoszerkezetek fotokatalitikus hatásához három dolog egyidejű meglétére van szükség:

• aktinikus (UV-ban gazdag) fényre (amilyen például a napfény),
• vízre (ide tartozik az élőlényekben lévő víz vagy a levegő páratartalma is),
• nanoméretű titanát szerkezetre mely tömegéhez képest hatalmas felületű.

A várt pozitív hatás, mint az öntisztulás, szerves anyagok, organizmusok lebontása, egészségre káros anyagok elbontása stb. csakis ezen feltételek egyidejű megléte esetében valósulhat meg.

A kutatók úgy gondolták, hogy a fenti kívánalmaknak megfelelő anyagot egyfajta szol-gél módszerrel hozhatják létre. Ebben az esetben a titanát nanoszemcséket térhálós szerkezetű polimerbe ültetik az előnyös tulajdonságok megtartásával.

Titanát nanorészecskékkel készült vízlepergető festék

A rendszer előnyei: mivel a polimermolekula mérete lényegesen nagyobb a titanátszemcsénél, azt megköti, így a szervezetbe való beépülés lehetősége radikálisan csökken, de a fotokatalitikus hatás nem változik. A térháló - szerkezetéből adódóan - lehetővé teszi bizonyos mennyiségű víz tárolását. A polimert az aktinikus energia (napfény), nem degradálja (nem öregszik, nem porlad el).

A gélből a felhordás után a védendő felület, például beton, kő, vakolat a kapillárishatás következtében elszívja a vizet, és egyben alakzáró kötéssel maradandóan magához rögzíti. Végeredményként a felhordás után sok ponton rögzített molekulányi vastagságú polimer háló jön létre, lehorgonyzott titanát nanorészecskékkel. Ez stabil, nem szóródik, nem porzik le a felületről, de rendelkezik az összes előnyös tulajdonsággal.

A titanát gél szinte minden szívóképes felületen, például épületszerkezeteknél (homlokzat, tetőcserép, kőburkolat, beton műtárgyak, autópálya zajvédő fal, műemlék épületek, szobrok, kültéri faszerkezetek stb.) használható, ahol a cél a felület hosszú távú megvédése a szennyeződéstől, a mohosodástól, a gombásodástól, a szétfagyástól, a korróziótól.

"A titanát nanoszerkezetek alkalmazhatóságát segíti a tulajdonságaik nagymértékű hangolhatósága, a felhasználói igényekhez alakíthatósága úgy méretük, mint kémiai tulajdonságaik szempontjából. Alkalmazásuk másik pillére az a tény, hogy a nanostrukturált titán-oxidok már ma is elterjedten használatosak különböző végfelhasználói termékekben, sok tapasztalat gyűlt már össze róluk, hatósági és társadalmi elfogadottságuk is magas. Mindezek alapján bízom benne, hogy az SZTE és az Auro-Science Kft. közös fejlesztései is kedvezően fogadott, mindannyiunk számára hasznos új anyagok lesznek" - mondta Kukovecz Ákos.

Magyarok és nanotechnológia

A "nano" görög eredetű szó, jelentése törpe. 1 nanométer = 10^-9 méter, azaz a nanométer a méter egymilliárdod része. A nanotechnológia olyan eljárásokkal dolgozik, amelyek segítségével ilyen apró objektumokat lehet előállítani. A nanotechnológia legfontosabb vívmánya, hogy általa képesek vagyunk az anyagot lényegében atomonként, molekulánként összerakni, s ilyen módon különleges tulajdonságú anyagokat tudunk előállítani: megkarcolhatatlan autófestéket, szabályozható fényáteresztésű napszemüveget, antibakteriális hatású csempefugát stb. Néhány hazai eredmény:

Már itthon is gyártanak titanát-nanocsöveket

Kutyákon tesztelik az új magyar csípőprotézist

Jól vizsgázott az új, magyar fejlesztésű nano-fertőtlenítőszer

Magyar kutatók új módszere ételmérgezések ellen