El dióxido de titanio (TiO2) se está convirtiendo en un elemento clave en la creación de teléfonos inteligentes autolimpiantes, ventanas y una variedad de otras superficies.
Aunque los teléfonos inteligentes autolimpiantes pueden sonar como algo salido de la ciencia ficción, el concepto de materiales autolimpiantes ha existido durante muchos años. Desde recubrimientos hidrófobos o resistentes al agua hasta sustancias que repelen moléculas aceitosas, la variedad de métodos para producir materiales autolimpiantes es enorme. Ahora, el dióxido de titanio se está convirtiendo lentamente en el líder en la carrera de sustancias autolimpiantes.
Agregar nanoformas de TiO2 a un material puede darle capacidades de autolimpieza, porque el compuesto, en esta forma, es un fotocatalizador; Cuando la luz del sol brilla sobre el dióxido de titanio, desencadena una reacción que descompone la suciedad.
Cómo los smartphones autolimpiantes aprovechan la luz solar
La luz del sol se compone de un espectro de radiación electromagnética, incluyendo ultravioleta (UV), infrarrojo y luz visible. La mayoría de los rayos UV son filtrados por las capas atmosféricas antes de llegar a la Tierra, pero una porción muy pequeña encuentra su camino hacia el suelo.
Cuando esta luz UV brilla sobre el dióxido de titanio, desencadena una reacción electroquímica que activa el compuesto, produciendo radicales libres.
Los radicales libres pueden descomponer contaminantes e inactivar microorganismos, bacterias, hongos y virus, antes de disiparse.
Limpieza más fácil
No solo esto, sino que, como dice el Dr. Michael Vergöhl, Jefe de Departamento del Fraunhofer IST: «Si aplica una capa delgada de dióxido de titanio a una superficie de vidrio como la pantalla de un teléfono inteligente, los aceites de la piel y las huellas dactilares desaparecen gradualmente de la pantalla por sí mismos».
Esta propiedad significa que un recubrimiento de nanopartículas de TiO2 también puede ayudar a la limpieza manual, lo que lo hace doblemente efectivo en superficies que son inherentemente difíciles de limpiar, por ejemplo, ventanas de rascacielos.
Investigadores de todo el mundo están buscando crear recubrimientos que puedan usarse en una amplia gama de aplicaciones; desde las ventanas de edificios de gran altura que naturalmente recibirían luz solar, hasta las superficies de trabajo en lugares como hospitales y cocinas que podrían tratarse con luz UV.
Nuevas aplicaciones innovadoras
Otra opción es tejer las partículas en la ropa para ayudar a crear prendas que se mantengan limpias. Los recubrimientos también podrían aplicarse a los muebles de jardín que tienden a descuidarse durante los meses de invierno y se vuelven viscosos; pero dejarlos al sol podría ser una forma de limpiarlos, según los investigadores de Fraunhofer.
Pero, ¿qué sucede cuando el sol no brilla? Un cuerpo de evidencia sugiere que agregar otros elementos puede aumentar la eficiencia de las nanopartículas.
«En las últimas décadas, ha habido muchos enfoques científicos exitosos destinados a elevar las propiedades de absorción de luz visible del TiO2 mediante la adición de diferentes elementos como nitrógeno, azufre y flúor para que pueda ser más eficiente en días menos soleados», dice Mallikarjuna Nadagouda, investigador de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos.
Nadagouda y sus colegas escribieron un artículo que revisó la literatura actual en torno al TiO2 y concluyó que las superficies antibacterianas basadas en TiO2 podrían usarse en hospitales y en las industrias alimentaria, cerámica y de la construcción.
Refinar el proceso de limpieza
La combinación de TiO2 y luz solar es uno de los procesos de oxidación avanzada (AOP) más conocidos, y actualmente se utiliza principalmente para fines de tratamiento de agua.
El proceso de tecnología de autolimpieza es altamente eficiente para el tratamiento del agua, pero Nadagouda dice que tendrá que ser refinado antes de que pueda adoptarse más ampliamente, incluyendo cómo evitar la liberación de TiO2 de las superficies o materiales donde se utiliza y aprovechar aún más sus propiedades únicas para ayudar a eliminar el material no deseado en las superficies.
«Se cree que con estas áreas abordadas, la tecnología TiO2 encontrará su camino hacia la aplicación de campo y la industria», dice Nadagouda.
