Композит графену і діоксиду титану дозволять в будинках і на вулицях очищати атмосферу від забруднень оксидами азоту і органікою.
©Nicolа Lazzati
З усіх забруднень атмосфери головну увагу привертає парниковий вуглекислий газ. Проте він далеко не одинокий: сьогодні в нього потрапляють оксид і діоксид азоту (NOx) і леткі органічні сполуки — продукти неповного згоряння палива, різних промислових процесів тощо. Створюючи методи очищення повітря від цих речовин, вчені звертаються до діоксиду титану — з’єднанню, яке вже широко використовується, наприклад, в барвниках або сонцезахисних кремах.
Діоксид титану здатний поглинати фотони сонячного випромінювання і служити каталізатором, який швидко нейтралізує різні небезпечні сполуки в повітрі. Однак якщо досі ефективність такого процесу сягала близько 45 відсотків, то тепер європейські та ізраїльські розробники довели цей показник до 70 відсотків. «Секретним інгредієнтом», який підвищив продуктивність, став графен — про це вчені пишуть у статті, опублікованій в журналі Nanoscale.
Плоскі структури графену отримували ексфоліацією графіту в розчині з додаванням наночастинок діоксиду титану. Порошок таких крихітних структур можна назвати композитом, що містить фотокаталітичні елементи (наночастинки) в міцній матриці графену. За словами авторів, він достатньо зручний і стійкий, підходячи для нанесення на будь-які вуличні поверхні — будь то дороги, тротуари, стовпи та стіни будівель. А під дією сонячних променів він пасивно очищає повітря від оксидів азоту, перетворюючи їх у нітрати, що підноситься водою.
Після і до: праворуч — фотокаталітична панель з графену і діоксиду титану, на нижню частину якої завдано забруднювач; зліва — та ж панель через три тижні на відкритому повітрі (і сухості): видно, що забруднення зникло/ ©Graphene Flagship
Експерименти з використанням родаміну (азотовмісного пігменту, який по своїх властивостях аналогічний забруднювальним повітря речовинам) показали, що композит графену і діоксиду титану знищують його на 40 відсотків ефективніше, ніж чистий діоксид титану. Для оксидів азоту цей показник виявився ще вищим: відразу на 70 відсотків.
Натхнення: naked-science.ru