Uudsed pinnakatted puhastavad õhu kahjulikest viirustest ja bakteritest

$content['photos'][0]['caption'.lang::suffix($GLOBALS['category']['lang'])]?>
Titaandioksiidist koosnev pinnakate on isepuhastuv, õhku puhastav, antibakteriaalne ning antiviiruslik. Autor/allikas: Tallinna Tehnikaülikool

Uudseid siseruumide õhupuhastuse materjale saaks lõimida lähitulevikus nii ehitistesse kui ka seadmetesse, kirjutab Tallinna Tehnikaülikooli dokorant-nooremteadur Jekaterina Sydorenko.

Tänapäeval veedame me kõik pea 90 protsenti ajast siseruumides – kodus, tööl, spordisaalis või kaubanduskeskuses. Viirusliku pandeemia aeg võib inimeste jaoks olla veelgi kriitilisem, kui ühes ruumis tuleb veeta sealt lahkumata mitmeid päevi ja nädalaid. Sellest tulenevalt on siseruumi õhu kvaliteet sealviibivate inimeste tervist silmas pidades üks kõige olulisem tegur .  

Tavaline siseruum võib sisaldada üle paarisaja erineva õhusaasteaine. Enamik neist on mürgised lenduvad orgaanilised ühendid (LOÜ). Need satuvad ruumide õhku mitmetest toodetest, mis on meie ümber või mida me igapäevaselt kasutame. Nendeks võivad olla puhastusvahendid, kosmeetikatooted, mööbel, vaibad, ehitus- ja viimistlusmaterjalid jne.

Kui saasteainete suhteline sisaldus õhus ületab inimese jaoks kriitilise piiri, siis me tunneme ninas ärritust ja tekib peavalu. Suurtes kogustes võivad siseruumis olevad lenduvad orgaanilised ühendid soodustada astma ja isegi vähi teket. Lisaks lenduvatele orgaanilistele ühenditele võivad ruumide õhku sattuda veel hallitusseened, bakterid ja viirused.

Olemasolevad siseruumide õhu puhastusseadmed on eelkõige filtersüsteemid, milles mõnikord kasutatakse ka ultraviolettkiirgust. Ultraviolettkiirgus tekitab õhus osooni, mis on tugev oksüdeerija ja toimib saasteainete, viiruste ja bakterite hävitajana. Osoon on aga suhteliselt väikestes kogustes inimeste kopsudele mürgine. Seetõttu pole lubatud ruumide osoneerimine inimeste sealviibimise ajal.

Ventilatsioonisüsteemide filterelemendid on head saaste kogujad, aga neil puudub võimekus saastet lagundada. Saastanud filtreid tuleb regulaarselt vahetada ja vanad hävitada. Vastasel juhul muutub filter viiruste, bakterite ja hallitusseente pesaks.

Funktsionaalsed pinnakatted

Siseruumide õhu puhtuse tagamiseks on võimalik kasutada ka funktsionaalseid pinnakattematerjale. Tallinna Tehnikaülikooli keemiliste kiletehnoloogiate teaduslaboris uurime titaandioksiidi (TiO2) kui kõige paljutõotavamat fotokatalüütilist pinnakattematerjali. TiO2 pinnakate on mitmefunktsionaalne: see on isepuhastuv, õhku puhastav, antibakteriaalne ning antiviiruslik. Väljatöötamisel olev TiO2 pinnakate on ainulaadne, sest seda saab kasutada õhupuhastites, ventilatsioonisüsteemides  ja aknaklaasidel.

Kasutatav õhupuhastusprotsess kannab nime gaasfaasiline-fotokatalüütiline oksüdatsioon, mis on perspektiivne ja kulutõhus tehnoloogia ruumide õhu puhastamiseks. Seda võib rakendada kõikides hoonetes, seda nii tavalistes elumajades ja kontorihoonetes kui ka haiglates, hooldekodudes, koolides, lasteaedades ja kauplustes. 

Fotokatalüüsi käigus toimub  katalüsaatori pinnal valguse toimel orgaaniliste ühendite madalal temperatuuril oksüdatsioon, mille tulemusena tekivad süsihappegaas ja vesi. Katalüsaatorina kasutatakse pooljuhtmaterjale. Valguse toimel moodustuvad nende materjalide pinnal vee molekulidest hüdroksüülradikaalid, mis on samasugused oksüdeerijad kui hapnik ja osoon.

Fotokatalüüsi põhieelised on protsessi lihtsus ja keskkonnasõbralikkus ning fotokatalüsaatorit saab ajaliselt piiramatult kasutada. Majanduslikust seisukohast on sellise pinnakatte valmistamine ja paigaldamine näiteks klaasaknana ühekordne kulu. 

Doktoritöö raames tehtud uuringute tulemusena leidsin, et õhuke nähtava valguse käes läbipaistev TiO2 pinnakate on fotokatalüüsi seisukohalt väga tõhus. Pinnakate ise on ligi 300 korda õhem kui juuksekarva läbimõõt. Tehnikaülikoolis valmistatud pinnakate on võimeline lagundama selliseid gaasilisi saasteaineid, nagu atsetoon, atseetaldehüüd, heptaan ja tolueen, nii ultraviolettkiirguse kui ka nähtava valguse toimel. 

Lisaks sellele omavad need pinnakatted laboratoorselt tõestatud antibakteriaalseid omadusi. Näiteks, ultraviolett kiirguse all hävitas TiO2 pinnakatte enam kui 99 protsenti kolibakteritest. Teoreetiliselt on antud pinnakatted ka efektiivsed viiruste hävitajad.

Igapäevane uurimistöö teaduslaboris on suunatud sellele, et juba lähitulevikus oleks võimalik igal inimesel soetada endale kas siseruumide õhupuhastites seadisintegreeritud või hoonete akendele integreeritud õhku puhastavad pinnakatted. Viimased teadustulemused antud teemal avaldati ajakirjas Catalysts ilmunud teadusartiklis. 

Vaata samateemalist intervjuud Tallinna Tehnikaülikooli dotsendi Arvo Merega saates "Terevisioon".

 

Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa

Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: