堵塞我們天空的汙染物不僅危害健康，還會導致建築物和其他結構出現難看的汙漬。為了解決這個問題，化學家們多年來一直在研究一種特殊型別的塗料，它不僅可以自潔，還可以去除空氣中的汙染物。
這項技術使用二氧化鈦奈米粒子，可以啟動化學反應。當人工紫外光源照射到塗料上時，奈米粒子與汙染物發生反應，使其分解——理論上可以去除附近空氣中的汙染物，並防止變色堆積。一些公司已經提供這些所謂的“光催化塗料”，但一些化學家對產品的有效性和可持續性仍持謹慎態度。
在一項最近發表於American Chemical Society Catalysis（《美國化學學會催化》）的研究中，研究人員開發出一種新型光催化塗料，他們聲稱這種塗料可以使用普通陽光中的紫外線工作，使其自清潔效能更容易啟用。他們還證明，他們可以有效地利用回收材料生產這種塗料。
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“我們的目標之一是儘量減少合成試劑的使用，”該研究的共同作者、維也納技術大學的化學家凱薩爾·馬格布林說。“我們透過使用工業廢料，如鈦廢料，以及落葉等有機廢棄物來實現這一點。”
在光催化中，紫外光激發二氧化鈦奈米粒子中的電子，這些電子與空氣中的水分子相互作用，產生高活性羥基自由基。這些不穩定的化學物質會攻擊接觸到塗料的汙染物，將其轉化為危害較小的物質，如二氧化碳和水。研究團隊在奈米粒子的結構中添加了磷、氮、碳和其他元素，這減少了引發反應所需的能量，使其可以透過普通陽光工作。在實驗室測試中，這些改性奈米粒子去除了新增到塗料表面的高達96%的受測汙染物。
馬德里理工大學的化學家安東尼奧·涅託-馬爾克斯·巴列斯特羅斯說：“能夠使用太陽光啟用更好，因為塗料可以被動地自行工作。”但他補充說，真實世界的環境可能會降低其有效性。“在實驗室條件下，規模非常小，一切都控制得很好——所有引數，如溫度、溼度、反應物流速或汙染物濃度——但在實際規模下，你永遠不會得到這些結果。”
該研究的作者強調，這項工作只是他們研究的初步步驟。“我認為這是一項非常基礎的研究，”維也納技術大學的化學家、共同作者岡瑟·魯普雷希特說。未來的研究將證實汙染物從空氣本身中被中和的有效性。“我們不聲稱我們可以去除空氣中的所有汙染物，”他說，“但總的來說，它看起來很有希望。”