Une équipe de recherche de la TU Wien et de l'Università Politecnica delle Marche (Italie) a réussi à développer des nanoparticules spéciales d'oxyde de titane qui peuvent être ajoutées à la peinture murale ordinaire disponible dans le commerce pour établir un pouvoir autonettoyant :les nanoparticules sont photocatalytiquement actives, elles peuvent utilisez la lumière du soleil non seulement pour lier les substances présentes dans l'air, mais aussi pour les décomposer par la suite.

Le mur rend l’air plus pur et se nettoie en même temps. Les déchets ont été utilisés comme matière première pour la nouvelle peinture murale :des débris métalliques, qui autrement devraient être jetés, et des feuilles mortes séchées. L'étude est publiée dans ACS Catalysis .

Oxyde de titane modifié dans la peinture murale

Une grande variété de polluants sont présents dans l'air intérieur, depuis les résidus de produits de nettoyage et de produits d'hygiène jusqu'aux molécules produites lors de la cuisson ou émises par des matériaux tels que le cuir. Dans certains cas, cela peut entraîner des problèmes de santé, que l'on appelle alors le « syndrome des bâtiments malsains ».

"Depuis des années, les gens essaient d'utiliser des peintures murales personnalisées pour purifier l'air", explique le professeur Günther Rupprechter de l'Institut de chimie des matériaux de la TU Wien. "Les nanoparticules d'oxyde de titane sont particulièrement intéressantes dans ce contexte. Elles peuvent lier et décomposer un large éventail de polluants."

Cependant, le simple ajout de nanoparticules d’oxyde de titane ordinaires à la peinture affectera la durabilité de la peinture :tout comme les polluants sont dégradés par les nanoparticules, elles peuvent également rendre la peinture elle-même instable et créer des fissures. Dans le pire des cas, des composés organiques volatils peuvent même être libérés, ce qui peut être nocif pour la santé. Au bout d'un certain temps, la couche de peinture devient grise et teintée, il faut finalement la renouveler.

Autonettoyant par la lumière

Cependant, les nanoparticules peuvent se nettoyer elles-mêmes si elles sont irradiées par la lumière UV. L'oxyde de titane est ce qu'on appelle un photocatalyseur, un matériau qui permet des réactions chimiques lorsqu'il est exposé à une lumière appropriée. Le rayonnement UV crée des porteurs de charge libres dans les particules, qui provoquent la décomposition des polluants piégés dans l'air en petits morceaux et leur libération. De cette manière, les polluants sont rendus inoffensifs, mais ne restent pas fixés de manière permanente sur la peinture murale. La couleur du mur reste stable à long terme.

En pratique, cela ne sert toutefois à rien :après tout, il serait fastidieux d’irradier le mur à plusieurs reprises avec une lumière UV intense afin de déclencher le processus d’auto-nettoyage. "Notre objectif était donc de modifier ces particules de manière à ce que l'effet photocatalytique puisse également être induit par la lumière solaire ordinaire", explique Rupprechter.

Ceci est réalisé en ajoutant certains atomes supplémentaires aux nanoparticules d'oxyde de titane, tels que le phosphore, l'azote et le carbone. En conséquence, les fréquences lumineuses qui peuvent être captées par les particules changent et, au lieu de la simple lumière UV, la photocatalyse est alors également déclenchée par la lumière visible ordinaire.

96 % d'élimination des polluants

"Nous avons maintenant étudié ce phénomène de manière très détaillée en utilisant diverses méthodes d'analyse de surfaces et de nanoparticules", explique Qaisar Maqbool, le premier auteur de l'étude. "De cette façon, nous avons pu montrer exactement comment ces particules se comportent, avant et après leur ajout à la peinture murale."

L’équipe de recherche a mélangé les nanoparticules d’oxyde de titane modifiées avec de la peinture murale ordinaire disponible dans le commerce et a rincé une surface peinte avec une solution contenant des polluants. Par la suite, 96 % des polluants pourraient être dégradés par la lumière naturelle du soleil. La couleur elle-même ne change pas, car les polluants sont non seulement liés, mais également décomposés par la lumière du soleil.

Les déchets comme matière première

Pour le succès commercial de ces peintures, il est également important d’éviter les matières premières coûteuses. "En catalyse, par exemple, on utilise des métaux précieux comme le platine ou l'or. Dans notre cas, cependant, des éléments disponibles partout suffisent :pour obtenir du phosphore, de l'azote et du carbone, nous avons utilisé des feuilles séchées d'oliviers. , et le titane utilisé pour les nanoparticules d'oxyde de titane a été obtenu à partir de déchets métalliques, qui sont normalement simplement jetés", explique Rupprechter.

Ce nouveau type de peinture murale combine plusieurs avantages à la fois :elle élimine les polluants de l'air, elle dure plus longtemps que les autres peintures et sa production est encore plus économe en ressources puisqu'elle peut être obtenue à partir de matériaux recyclés. D'autres expériences sont en cours et la commercialisation de la peinture murale est prévue.