通常，美丽的白色墙漆不会永远保持美丽和白色。通常，空气中的物质会积聚在其表面。这可能是理想的效果，因为它可以使空气净化一段时间，但随着时间的推移，颜色会发生变化，需要更新。
维也纳工业大学和马尔凯理工大学(意大利)的一个研究小组现已成功开发出特殊的二氧化钛纳米粒子，可以将其添加到普通的市售墙漆中以建立自清洁能力：纳米粒子具有光催化活性，可以利用阳光不仅可以结合空气中的物质，还可以随后分解它们。
墙壁使空气变得更清洁，同时也能自我清洁。废物被用作新墙漆的原材料：原本必须丢弃的金属废料和干燥的落叶。该研究发表在ACSCatalysis上。
墙面漆中的改性氧化钛
室内空气中存在各种各样的污染物，从清洁剂和卫生用品的残留物到烹饪过程中产生的分子或皮革等材料散发的分子。在某些情况下，这可能会导致健康问题，即所谓的“病态建筑综合症”。
“多年来，人们一直在尝试使用定制的墙漆来净化空气，”维也纳工业大学材料化学研究所的GüntherRupprechter教授说。“在这方面，氧化钛纳米粒子特别有趣。它们可以结合并分解多种污染物。”
然而，简单地在油漆中添加普通的氧化钛纳米颗粒会影响油漆的耐久性：就像污染物被纳米颗粒降解一样，它们也会使油漆本身不稳定并产生裂纹。在最坏的情况下，甚至会释放出挥发性有机化合物，进而危害健康。经过一定时间后，油漆层会变灰并变色，最后必须更新。
光自清洁
然而，如果纳米粒子受到紫外线照射，它们可以自我清洁。二氧化钛是一种所谓的光催化剂——一种在适当的光线下能够发生化学反应的材料。紫外线辐射在颗粒中产生自由电荷载体，从而导致空气中捕获的污染物分解成小部分并释放出来。这样，污染物就会变得无害，但不会永久附着在墙漆上。墙壁颜色长期保持稳定。
然而在实践中，这没什么用处——毕竟，用强烈的紫外线反复照射墙壁以驱动自清洁过程是很乏味的。“因此，我们的目标是修改这些粒子，使普通阳光也能引发光催化效应，”鲁普雷切特解释道。
这是通过向氧化钛纳米粒子添加某些额外原子(例如磷、氮和碳)来实现的。结果，颗粒可以收集的光频率发生变化，普通可见光也可以触发光催化，而不仅仅是紫外线。
凯萨·马克布尔(QaisarMaqbool)和冈瑟·鲁普雷切特(GüntherRupprechter)。图片来源：维也纳科技大学
污染物去除率96%
该研究的第一作者QaisarMaqbool表示：“我们现在已经使用各种不同的表面和纳米颗粒分析方法详细研究了这种现象。”“通过这种方式，我们能够准确地展示这些颗粒在添加到墙漆之前和之后的行为。”
研究小组将改性二氧化钛纳米颗粒与普通市售墙面涂料混合，并用含有污染物的溶液冲洗涂漆表面。随后，96%的污染物可以被自然阳光降解。颜色本身不会改变——因为污染物不仅被束缚，而且在阳光的帮助下被分解。
废物作为原料
为了此类涂料的商业成功，避免使用昂贵的原材料也很重要。“例如，在催化过程中，使用铂或金等贵金属。然而，在我们的例子中，随处可见的元素就足够了：为了获得磷、氮和碳，我们使用了橄榄树的干落叶，而用于二氧化钛纳米粒子的钛是从金属废料中获得的，而这些金属废料通常被简单地扔掉，”Rupprechter说。
这种新型墙面涂料同时结合了多种优点：它可以去除空气中的污染物，比其他涂料的使用寿命更长，而且由于可以从回收材料中获得，因此在生产中更加节省资源。进一步的实验正在进行中，并且打算将墙漆商业化。