Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Poprawienie jakości powietrza w miastach może być znacznie prostsze niż sądzimy. Holenderscy uczeni udowodnili, że pochodzący z samochodowych spalin tlenek azotu można łatwo zneutralizować.

Naukowcy z Uniwersytetu w Eindhoven wiedzą jak wyłapać nawet 45% tego gazu. Okazuje się, że wystarczy do betonu na drogach dodać dwutlenek tytanu. Przeprowadzone w laboratorium testy powtórzone zostały na prawdziwej drodze o powierzchni 1000 metrów kwadratowych. Pomiarów dokonywano na wysokości 1 oraz 1,5 metra ponad powierzchnią drogi. Okazało się, że dodanie dwutlenku tytanu powoduje, że do powietrza trafia od 25 do 45 procent mniej tlenków azotu. Gaz ten, po kontakcie z dwutlenkiem tytanu, jest zamieniany przy udziale światła słonecznego w nieszkodliwe azotany, które są później spłukiwane przez deszcz. Co więcej, obecność azotanów ułatwia spłukiwanie brudu.

Wmieszanie dwutlenku tytanu do betonu powoduje, że materiał ten drożeje o 50%, jednak całkowity koszt budowy drogi wzrasta jedynie o 10%.

Dodawanie dwutlenku tytanu do cementu nie jest nowym pomysłem. Od 2007 roku włoska firma Italcementi oferuje cement TX Active, który neutralizuje związki siarki i azotu.

Profesor Jos Brouwers, który prowadził badania wspomniane badania zapewnia, że dwutlenek tytanu można również mieszać z asfaltem i uzyskamy podobne efekty jak w przypadku cementu.

Materiały budowlane z dodatkiem dwutlenku tytanu mogłyby posłużyć do konstruowania budynków, które będą oczyszczały powietrze, a jednocześnie samodzielnie znacznie łatwiej utrzymają czystość.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Gaz ten, po kontakcie z dwutlenkiem tytanu, jest zamieniany przy udziale światła słonecznego w nieszkodliwe azotany, które są później spłukiwane przez deszcz. Co więcej, obecność azotanów ułatwia spłukiwanie brudu.

Ciekawe, czy ta warstwa azotanów będzie równie nieszkodliwa dla drogi hamowania...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ojojoj... !

 

Zabójcza kaskada

 

Kto z nas nie słyszał o wolnych rodnikach, cząsteczkach krótko żyjących, ale o bardzo silnym potencjale utleniającym? Takie twory za wszelką cenę chcą oddać nadmiar energii, w związku, z czym utleniają wszystko, co napotkają na swojej drodze. Zaczyna się proces destrukcji. Rodnik hydroksylowy jak biologiczny pocisk niszczy nasze komórki – utlenia kwasy tłuszczowe, które wmontowane w błonę komórkową nadają jej elastyczność. Białkowo-lipidowa błona komórkowa robi się sztywna i postrzępiona.

Reakcja jest kaskadowa, zaczyna się w skórze, by szybko przedostać się w głąb organizmu – do krwioobiegu, nawet do mózgu. Zniszczeniu ulega materiał genetyczny komórki.

Oto mamy, więc paradoks - kupujemy drogi, markowy kosmetyk i zamiast obiecanego efektu upiększającego, fundujemy sobie przyspieszoną starość.

 

 

Dziwny przeskok elektronów

 

Dwutlenek tytanu jest półprzewodnikiem, dlatego pani prof. Graczyk proponuje sięgnąć do opisanej już kilkadziesiąt lat temu teorii pasmowej półprzewodnictwa. Dany materiał zachowuje się jak półprzewodnik, jeśli z zewnątrz zadziała na niego energia, która pozwoli elektronom z pasma walencyjnego pokonać barierę, jaką jest pasmo zabronione, i przejść do pasma półprzewodnictwa. Ten zastrzyk energii zewnętrznej musi być równy lub większy od energii pasma zabronionego. Kwant świetlny, który odpowiada długości fali λ < 400 nm posiada energię 3,2 eV. I tak się nieszczęśliwie składa, że owe 3,2 eV jest równe energii pasma zabronionego w dwutlenku tytanu.

Cóż się zatem dzieje, gdy TiO2 łapie kwant światła? Zostaje pokonana bariera pasma zabronionego, elektron z pasma walencyjnego zostaje przerzucony do pasma półprzewodnictwa. TiO2 nie jest już dłużej cząsteczką obojętną i zaczyna działać jak półprzewodnik z ruchliwymi ładunkami. Zjawisko zachodzi w żywej tkance, reakcja uwolnionego elektronu z otoczeniem tkankowym prowadzi w końcu do powstania jednego mola rodnika hydroksylowego, zaś dziura o ładunku dodatnim, która pojawiła się po ucieczce elektronu, kończy się powstaniem kolejnych dwóch moli rodnika.

W ten sposób jeden kwant świetlny wychwycony przez cząsteczkę dwutlenku tytanu, daje w sumie trzy mole rodnika hydroksylowego (OH*), który jest jednym z najsilniejszych prooksydantów występujących w naturze.

 

więcej na: http://wiedza.hoga.pl/Wiadomosc.aspx?id=39

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nie do końca rozumiem twój tok myślenia.

 

Piszesz tutaj o szkodliwości rodników wewnątrz komórek i to się zgadza, ale nie potrafię tego jakoś przypiąć do dwutlenku tytanu.

 

Błędy merytoryczne:

Reakcja kaskadowa wewnątrz ludzkiego ciała, czy też na powierzchni skóry? Wolne żarty, większość rodników jest tak reaktywna, ponieważ są niestabilne i istnieją liczne reakcje w których mogą uczestniczyć a ich efektem końcowym jest zanik rodników. Utrzymanie łańcuchowego charakteru reakcji z udziałem rodników wymaga zastosowania bardzo ścisłego rygoru jeżeli chodzi o czystość układu reakcyjnego (najlepiej warunki bezwodne i beztlenowe, brak reagentów które tworzą stabilne rodniki m.in. aminokwasy, alkohole, kwasy tłuszczowe, fosforany, pewnie z większością składników komórki rodniki tworzą stabilne produkty tzn. takie które posiadają silnie stabilizowany niesparowany elektron lub posiadają wszystkie orbitale zapełnione.

Reakcja łańcuchowa z udziałem rodników jest możliwa i przeprowadza się ją na masową skalę, przede wszystkim w procesie polimeryzacji, jednak wymaga to zastosowania bardzo dokładnie określonych warunków prowadzenia procesu. Jak uda ci się przeprowadzić kaskadową reakcję rodnikową w układzie gdzie jest tyle syfu co na przykład na powierzchni skóry, gwarantuje ci, dostaniesz Nobla za wybitne osiągnięcia w dziedzinie chemii.

 

Silny potencjał utleniający?  rodniki czasami otrzymuje się wykorzystując reakcje elektrochemiczne, ale ich reakcja mają mało wspólnego z elektrochemią. Co prawda mogą one być akceptorami elektronów ale również donorami elektronów, czyli mogą reagować zarówno jako reduktory jak i utleniacze. Ale o reaktywności i produktach reakcji rodników decydują przede wszystkim oddziaływania miękkie, czyli takie związane z kształtem i polaryzacją orbitali atomowych. O jakim potencjale utleniającym autor tamtego "artykułu" nie mam pojęcia, ale z pewnością takie określenie fajnie brzmi i budzi lęk :D

 

Oddać nadmiar energii; biologiczny pocisk, przenikanie do mózgu - pseudonaukowy bełkot będący w rzeczywistości bzdurą. rodniki powstają w większości wskutek homolitycznego rozpadu cząstek wzbudzonych (termicznie lub przez absorpcję promieniowania), można na upartego powiedzieć że rodniki powstają z cząstek posiadających nadmiar energii w stosunku do ich stabilności, ale w ogólnym przypadku rodniki, nie posiadają żadnego nadmiaru energii. Biologiczny pocisk, to ja już nawet przemilczę, bo nawet tego komentować się nie chce. Przenikanie do mózgu, rodniki są na tyle reaktywne, że reagują z byle czym, dosłownie. Przez co rodnik powstający w środku komórki nie ma szans nawet dotrzeć do jej ścian, a gdyby nawet rodnik powstał blisko błony komórkowej to również nie miałby szans przez nią przeniknąć, ponieważ jest ona zbudowana z lipidów które bardzo łatwo reagują z rodnikami, tworząc w wyniku kolejnych przemian stabilne produkty. Rodnik nie jest w stanie przetrwać wystarczająco długo w komórce aby dotrzeć chociaż do jej ścian, więc nie wiem skąd się autorowi wzięło, że jest on w stanie przebyć jakiekolwiek makroskopowo mierzalne odległości przebijając się przy tym przez nieprzebywalne dla niego przeszkody.

 

O teorii pasmowej, to że dwutlenek tytanu ma przerwę energetyczną o szerokości która odpowiada długości fali około 400 nm, sprawia że jest on tam dobrym i skutecznym filtrem UV, gdyby miał ją niższą, nie byłby on wstanie tego promieniowania pochłaniać, więc na szczęście ma ją taką jaką ma. Gdyby posiadał tą przerwę niższą, to w zależności od jej szerokości, nie pochłaniał by UV w ogóle, albo jedynie pewien wycinek widma. Więc jak to jest, my chcemy chronić naszą skórę przed tym promieniowanie UV, czy nie?

I tak się nieszczęśliwie składa, że owe 3,2 eV jest równe energii pasma zabronionego w dwutlenku tytanu.

Tak się zastanawiam, czy autor tych słów w ogóle wie o czym pisze. Po co nam filtr UV, który nie jest w stanie pochłaniać tego promieniowania.

 

Przeskok elektronu do pasma przewodnictwa nie powoduje utraty obojętności elektrycznej.

Do produkcji kremów stosuje się rozdrobniony tlenek tytanu, jednak jest on na tyle duży, że nie jest on nawet w stanie wniknąć w pory naskórka, a co dopiero dotrzeć do skóry właściwej gdzie znajduje się żywa tkanka. Wykorzystuje się co prawda zmikronizowany tlenek tytanu, który co prawda już wnika w pory, ale jego rozmiar nadal mu nie pozwala na swobodną penetrację naskórka, no i niestety gorzej pochłania promieniowanie. To otoczenie żywą tkanką to chyba jak mam rozumieć bakterie które żyją na powierzchni skóry, bo raczej nie może być tu mowy o skórze właściwej.

Poza tym w takim układzie powstawanie rodnika hydroksylowego, jest raczej mało preferowane, o ile w ogóle możliwe. Wywołanie podobnego efektu na samoczyszczących się szybach, wymaga stosowania specjalnych mieszanek, i odpowiedniego spreparowania wierzchniej fazy, dlatego wątpię czy taka reakcja z udziałem samego tlenku tytanu jest w ogóle możliwa w jakiś dających się obserwować ilościach.

 

Poza tym ten wstęp o nanomateriałach i ich potencjalnych zagrożeniach jest również nie adekwatny do tematu. W filtrach UV stosuje się jedynie drobno zmielony tlenek tytanu, albo co najwyżej zmikronizowany TiO2, co też jest raczej rzadkością, bo wtedy do uzyskania identycznej ochrony trzeba zwiększyć jego ilość. Nanomateriały mają pewne nie przebadane jeszcze właściwości i trzeba z nimi uważać, ale mikro i nano to zupełnie inne światy.

 

Jak dla mnie cały ten artykuł który przytoczyłeś, miał jedynie przykuć uwagę czytelników poprzez sianie strachu, następnym razem jak przyjdzie ci do głowy coś rozsiewać w internecie, to przynajmniej sprawdź czy to się chociaż w najmniejszym stopniu kupy trzyma.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Doktor Juan Carlos Colmenares z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk pracuje nad robiącą niezwykłe wrażenie metodą oczyszczania wody i odzyskiwania z niej pożytecznych związków chemicznych. Moja praca przypomina trochę alchemię. Biorę ‚magiczny proszek’, wsypuję do brudnej wody, mieszam i wystawiam na słońce. Po paru godzinach mam czystą wodę plus substancje, z których można zrobić użyteczne rzeczy, na przykład leki - mówi uczony.
      Już od końca lat 60. prowadzi się badania nad fotochemiczną degradacją zanieczyszczeń. W IChF PAN badane są fotokatalizatory oraz takie warunki reakcji, by mogła ona przebiegać bez udziału specjalistycznej aparatury i samoczynnie zatrzymywała się na wybranym etapie. Dzięki fotokatalizatorom zawierającym dwutlenek tytanu uczeni uzyskali już z zanieczyszczonej wody np. kwasy karboksylowe używane w farmacji i przemyśle spożywczym. Możliwy jest też rozkład biomasy do najprostszych substancji, np. wodoru czy dwutlenku węgla.
      W warunkach laboratoryjnych reakcje biomasy z udziałem fotokatalizatorów już teraz wyglądają obiecująco. W tym roku przystąpimy do pierwszych testów w pilotażowych fotoreaktorach biochemicznych Uniwersytetu w Kordobie w Hiszpanii. Reakcje będą tam przebiegały w cieczach o objętościach liczonych w dziesiątkach litrów - mówi Colmenares.
      Reakcje, nad którymi pracuje Hiszpan, zachodzą przy zwykłym ciśnieniu atmosferycznym, dobrym nasłonecznieniu i przy temperaturze około 30 stopni Celsjusza. Takie warunki wystepują naturalnie w wielu krajach na całym świecie.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ze względu na silne właściwości toksyczne bezwonny, bezbarwny tlenek węgla kojarzy nam się, zwłaszcza w sezonie zimowym, z hasłem "cichy zabójca". Tymczasem okazuje się, że w niewielkich dawkach działa on jak narkotyk, pozwalając mieszkańcom miast radzić sobie ze stresem środowiskowym, np. wszechobecnym hałasem. Wygląda więc na to, że metropolie podtruwają nas CO ze spalin, sprawiając, że na lekkim haju czujemy się w nich szczęśliwsi (Environmental Monitoring and Assessment).
      Prof. Itzhak Schnell z Uniwersytetu w Tel Awiwie doszedł do tego zaskakującego wniosku, prowadząc badania w ramach projektu dotyczącego wpływu stresorów środowiskowych na ludzkie ciało. Naukowiec zaznacza, że większość ekologicznych stacji obserwacyjnych znajduje się poza centrami miast, co znacznie zaburza dane. By stwierdzić, jak żyje się w samym środku metropolii, zespół poprosił 36 zdrowych osób w wieku 20-40 lat o spędzenie 2 dni w Tel Awiwie. Ochotnicy udawali się do restauracji, hipermarketów czy na ruchliwe ulice. Chodzili na piechotę, korzystali z komunikacji miejskiej i własnych samochodów. W tym czasie monitorowano wpływ 4 stresorów środowiskowych: obciążenia termicznego (chłodu i gorąca), hałasu, stężenia tlenku węgla oraz zatłoczenia.
      Subiektywną ocenę stopnia stresogenności doświadczenia porównywano z odczytami czujników oraz tętnem. Okazało się, że hałas był dla ludzi najbardziej stresujący. Schnell zaznacza, że stężenie wdychanego CO okazało się dużo niższe niż przypuszczano (ok. 1-15 części na milion na każde pół godziny). Poza tym gaz wydawał się wpływać na uczestników studium jak narkotyk. Dzięki niemu hałas i tłok nie wydawały się już takie straszne.
      Choć poziom stresu narastał w ciągu dnia, CO działał uspokajająco. Co więcej, przedłużony kontakt z gazem nie powodował utrzymujących się efektów ubocznych.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Materiał opracowany w Oak Ridge National Laboratory może posłużyć do stworzenia bardziej pojemnych i bezpiecznych baterii, które będzie można ładować szybciej niż obecne baterie litowo-jonowe.
      Zespół pracujący pod kierunkiem Hansana Liu, Gilberta Browna i Paransa Paranthamana odkrył, że dzięki tlenkowi tytanu można zwiększyć pojemność baterii litowo-jonowych, a przy okazji skrócić czas ich ładowania. W ciągu sześciu minut możemy załadować baterie do połowy pojemności, podczas gdy tradycyjne urządzenie załaduje się w tym czasie do 10% pojemności - mówi Liu.
      Stop z ORNL jest też bardziej pojemny niż obecnie wykorzystywany tytanat litu. Pozwala bowiem na przechowanie 256, a nie jak dotychczas 165, miliamperogodzin na gram. Ponadto tlenki są bardzo bezpieczne i trwałe w użytkowaniu, co czyni nowy materiał świetnym rozwiązaniem np. dla pojazdów elektrycznych.
      Głównym składnikiem materiału jest nowa architektura dwutlenku tytanu, znana jako mezoporowe mikrosfery TiO2-B, która składa się z mikrokanalików i porów pozwalających na swobodny przepływ jonów, co umożliwia szybkie ładowanie i rozładowywanie baterii. Tlenek tytanu został tutaj wzbogacony polimorficznym brązem.
      Jak twierdzi Liu, nowy materiał może być tani i nadaje się do produkcji przy użyciu współcześnie wykorzystywanych technik.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Całe współczesne budownictwo stoi na elemencie znanym już starożytnym Rzymianom: betonie. Od czasu wynalezienia cementu portlandzkiego niemal 200 lat temu niemal nic się w tej technologii nie zmieniło aż do dziś. Nie sposób wyobrazić sobie współczesnej cywilizacji bez cementu i nie sposób zmniejszyć na niego zapotrzebowania. Tymczasem, po elektrowniach, przemysł cementowy jest drugim największym producentem gazów cieplarnianych, odpowiadając za 5% światowej emisji dwutlenku węgla. To sprawia, że cementownie stają na celowniku inicjatyw proekologicznych i boleśnie odczuwają restrykcje w emisji gazów cieplarnianych.
      Żeby oszacować wpływ cementowni na środowisko dość powiedzieć, że wyprodukowanie każdej tony cementu uwalnia do atmosfery pół tony dwutlenku węgla (pochodzącego z reakcji rozkładu węglanu wapnia), niemal drugie tyle CO2 uwalniane jest w procesie podgrzewania półproduktów do temperatury ponad 1600º C. A zapotrzebowanie samych Chin to ponad miliard ton rocznie.
      Przez te lata niewiele podejmowano prób udoskonalenia receptury lub technologii, jedne z nielicznych to dodawanie żużlu (produktu ubocznego wytopu rud metali) lub popiołów (odpadu z elektrowni węglowych). Dopiero właśnie presja rozporządzeń proekologicznych skłoniła największych producentów na świecie do poszukiwania nowych rozwiązań i sformowania wspólnie z MIT (Massachusetts Institute of Technology) Concrete Sustainability Hub.
      Kristen Van Vliet, inżynier materiałowy rozpoczął od przeprowadzenia dokładnej analizy cementu, jego struktury, wiązań chemicznych, itd. Może się to wydawać nieco dziwne, ale do tej pory szczegółowych badań tego materiału nie prowadzono. Uczony wykorzystał aż tak zaawansowane narzędzia, jak mikroskop sił atomowych, żeby poznać ułożenie atomów poszczególnych pierwiastków wchodzących w skład cementu.
      Okazało się, że cement ma w istocie strukturę żelu, w którym wszystko trzyma się razem dzięki wodzie. Twardość i małą ściśliwość zawdzięcza on zaś temu, że molekuły wody nie mają możliwości zmiany swojego położenia.
      Uzyskane informacje Rouzbeh Shahsavari wykorzystał do stworzenia komputerowej symulacji, dzięki której można było „na sucho" przeanalizować dowolną ilość modyfikacji, zmian składu, itd. Obmyślone udoskonalenia były produkowane i sprawdzane w działaniu przez portugalską firmę CIMPOR, głównego sponsora badań.
      Rezultatem była znacząca zmiana technologii, dzięki której nowy rodzaj cementu osiąga maksymalną wytrzymałość znacznie mniejszym kosztem i - przede wszystkim - ze znacznie mniejszym obciążeniem dla środowiska. Dodatkowo nie potrzeba zmieniać składu, ani istniejącej infrastruktury. Autorzy uważają, że to wręcz przełom w tej dziedzinie, ale na razie nie ujawniają szczegółów, traktując je jako tajemnicę produkcyjną.
      Nie jest to jedyna próba udoskonalenia produkcji cementu podejmowana w ostatnich latach. Przykładowo angielska firma Novacem wytwarza cement, który twardniejąc pochłania dwutlenek węgla z atmosfery, redukując „ślad ekologiczny". Jak do tej pory jednak żadne z nowych rozwiązań nie wyparło niemaldwustuletniej technologii produkcji „portlandu", jak będzie tym razem - zobaczymy.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dwutlenek tytanu to jeden z „cudownych" materiałów współczesnej technologii. Przydaje się w roli katalizatora w wielu procesach chemicznych, stosowany jest także jako środek antybakteryjny i domieszkowany do farb, czy nawet w „cudownych" szczoteczkach do zębów, nie wymagających pasty. Jednym z ciekawszych zastosowań jest jego zdolność do neutralizowania szkodliwych tlenków azotu, na przykład emitowanych przez samochody. Naukowcy z Uniwersytetu w Eindhoven odkryli, jak domieszkować dwutlenek tytanu (TiO2) do betonu, uzyskując drogi które same neutralizują niemal połowę spalin samochodowych.
       
      Beton nasz powszedni
       
      Te same wątpliwości dotyczą innych nanocząstek, jakie bada doktor Anil Kumar Suresh wraz ze współpracownikami z Biological and Nanoscale Systems Group w amerykańskim Oak Ridge National Laboratory. Na podobnych zasadach stosuje się bowiem nanocząstki złota (Ag), tlenku cynku (ZnO) i dwutlenku ceru (CeO2). Dr Suresh tłumaczy, że szkodliwość nanocząstek jest trudna do określenia, zależy bowiem od bardzo wielu czynników: rozmiaru, kształtu, technologii produkcji i zastosowanych chemikaliów, związków chemicznych, które mogą pozostawać na ich powierzchni. Oszacowanie szkodliwości materiału pochodzącego od jednego producenta nic nam nie mówi o właściwościach formalnie takiego samego materiału, ale pochodzącego z innej firmy. Producenci tymczasem nie udzielają informacji o przeznaczeniu produktów, sposobach produkcji, czy transportu.
      W przypadku dwutlenku tytanu większość rodzajów nanocząsteczek jest szkodliwa, z wyjątkiem tych wytwarzanych metodami biologicznymi (przez grzyby lub bakterie, które prawdopodobnie pokrywają nanocząstki ochronnymi proteinami). Jednak wszystkie komercyjnie dostępne nanocząstki TiO2 produkowane są metodami chemicznymi. Co więcej, promieniowanie radiowe zwiększa ich szkodliwość nawet od dwudziestu do czterdziestu razy.
      Tymczasem domieszkowanie materiałów dwutlenkiem tytanu i innymi katalizatorami jest coraz bardziej powszechne, a nie ma właściwie żadnych badań nad długotrwałymi efektami ich stosowania. Nawet biorąc za dobrą monetę zapewnienia producenta, że mikrocząstki TiO2 nie mogą uwolnić się z materiału, pozostaje zbyt wiele niewiadomych. A tymczasem może się okazać, że długofalowe efekty okażą się brzemienne w skutki, jak to ostatnio dzieje się z ponoć „całkowicie bezpiecznym" Bisfenolem A.
×
×
  • Create New...