Konec syndromu nezdravých budov

Nárůst znečištění ovzduší má svoji negativní odezvu ve zvýšeném množství alergií a jiných chronických onemocněních. Jsme obklopeni výpary z plastů, exhalacemi z průmyslu a výfukovými plyny. Používání antibiotik a možná i genetické experimenty zapříčiňují vznik nových mutací mnohem odolnějších virů. Zateplení domů a výměna oken za plastové jsou spojeny s plísněmi - azbestem 21. století, a tak bychom mohli pokračovat.

Odhaduje se, že až 30 % klimatizovaných budov trpí tzv. Sick Building Syndromem (syndrom nezdravých budov). Světová zdravotnická organizace (WHO) uvádí, že přes 15 % chronických onemocnění pochází od špatné kvality vzduchu. Člověk se musí bránit, ostatně všichni známe filtry, ionizátory, polarizátory, zvlhčovače a mnoho dalších.

PRINCIP FOTOKATALÝZY

Suspenze fotokatalytických Funkčních nátěrů FN(r) čistí vzduch s pomocí světla. Tyto vrstvy na rozdíl od obyčejných nátěrových barev čistí vzduch od rakovinotvorných látek, virů, bakterií, spór, kouře, pachů, alergenů a dalších škodlivých látek. Za přítomnosti denního nebo umělého světla s obsahem měkkého UV likvidují mikroorganismy, chrání a prodlužují životnost podkladové malby a přispívají k vytvoření čistého a zdravého prostředí.

Oxid titaničitý je velmi běžná látka, která se používá jako bílý pigment. Z fyzikálního hlediska jde o polovodič n-typu. Princip fotokatalýzy TiO2 spočívá v energetickém rozdílu valenčního a vodivostního pásu o velikosti 3 - 3,2 eV. Tuto šířku zakázaného pásu lze překlenout pomocí excitace světlem o vlnové délce 410 nm a kratší (hluboká fialová a celé UV spektrum).

Praktický efekt tohoto jevu lze demonstrovat následovně: Dvě běžné látky, jako je vzduch a v něm třeba rozptýlené molekuly kouře, existují bez problémů společně vedle sebe (zakouřená místnost). V okamžiku, kdy se částice kouře dotkne osvětlené plochy aktivované fotokatalytické vrstvy, zreaguje se vzdušným kyslíkem (oxiduje - spálí se). Namísto kouře vzniká pár molekul převážně vody a oxidu uhličitého - vzduch se vyčistí od kouře.

Stejně tak dokáže osvětlená plocha aktivní vrstvy oxidovat i organické alergeny, karcinogeny, viry, bakterie, spóry nebo rozkládat výfukové zplodiny.

Na rozdíl od chemických přípravků fotokatalýza není selektivní k mikrobům, ale pálí bez rozdílu všechnu organickou hmotu. Zároveň nevnáší do prostředí další škodlivé látky jako v případě desinfekcí apod.

TiO2 je plně excitován již v oblasti měkkého UV-A záření o neškodné vlnové délce 365 nm. To je výhodné pro jeho využití ve fotokatalýze, obzvláště musíme-li volit umělé osvětlení pro excitaci fotokatalytických vrstev. Z hlediska lidského zdraví jsou vlnové délky až do 340 nm zcela bezproblémové a setkáváme se s nimi běžně jako s dekoračními světly.

ČESKÝ PATENT

Fotokatalytické funkční nátěry FN(r) fungují jako účinná, jednoduchá, bezúdržbová, nehlučná, spolehlivá, nízkonákladová čistička vzduchu - pro instalaci stačí štětec. Zapracování TiO2 fotoaktivních materiálů do komerčních výrobků, jako jsou nátěrové systémy, není triviální a reprezentuje zásadní problém pro mnohé firmy (např. neúspěšné pokusy velkovýrobců barev spojit fotokatalýzu s kompozicí existujících barev na akrylátové, silikátové a silikonové bázi).

Teprve v posledních letech se objevují optimalizované produkty. Příkladem jsou fotokatalytické suspense typu FN(r) - plně anorganická kompozice s velmi vysokou fotokatalytickou účinností.

FN(r) produkty jsou postaveny na anorganických pojivech, která vytlačují nanočástice anatasu na svůj povrch a na rozdíl od silikátů nebo silikonů se chemicky nevážou na TiO2 a neblokují jeho povrch. Účinná fotoaktivní složka je dobře známý materiál Degussa P25. Další výhodou zmíněné kompozice je, že lze vrstvy vytvářet také in situ např. na betonu nebo jiných stavebních materiálech.

Funkční nátěr je efektivnější než jakákoli standardní čistička vzduchu. Je bezporuchový, spolehlivý, nízkoúdržbový a s nulovými nebo zcela minimálními náklady na spotřebu energie.

FN(r) vrstvy mají bezkonkurenční účinnost pro čištění vzduchu od běžných koncentrací zplodin.

Metr čtvereční fotokatalytického nátěru má kapacitu zlikvidovat až desítky kilogramů exhalátů ročně a při běžném znečištění vzduchu dokáže vyčistit vzduch od několika kilogramů škodlivých látek za rok.

To, že FN(r) vrstva je až o několik řádů účinnější než fotokatalytické barvy na silikátové, silikonové nebo akrylátové bázi, je způsobeno vysokou koncentrací nanočástic TiO2 v těchto produktech a za další pojivem, které neblokuje aktivní povrch TiO2 a umožňuje jeho výborný kontakt se škodlivými látkami a jejich rychlé odbourávání.

Typická místnost o ploše 50 m2 ošetřená FN(r) vrstvou obsahuje aktivní plochu oxidu titaničitého větší než dva hektary. Dokonale prozkoumaný fotokatalytický TiO2 standard Degussa P25 popsaný v desetitisících vědeckých i praktických studiích, přítomný v FN(r) produktech, je o mnoho účinnější než např. sol-gel produkty.

Nátěr je schopný bez zásahu a přítomnosti člověka dekontaminovat povrchy od úniků z průmyslových katastrof nebo bojových látek (samovolná dekontaminace znečištěných povrchů i země). Totéž platí u úniku biomateriálů nebo jako obranný a dekontaminační prostředek v případě bakteriologické nebo chemické války. Navíc nevyžadují žádnou zvláštní údržbu a jejich účinnost se nesnižuje s časem. Vše, co potřebují, je světlo.

VYSOKÁ ÚČINNOST

Byla prokázána vysoká účinnost FN(r) vrstev pro rozklad NOX a dalších výfukových plynů, která je až o tři řády vyšší než u silikátových fotokatalytických barev. Odstranění organických látek ze vzduchu s sebou nese efekt, tzv. deodorizaci. Z místnosti rychle mizí cigaretový kouř, přepálený omastek a další pachy. Zároveň se kouř a mastnota neusazují na zdech nebo oknech a nábytku. V praxi to může až dvakrát prodloužit periodu mezi mytím oken a nevytváří se zatuchlé prostředí.

FN(r) čistí ekologicky vzduch nejenom od škodlivých látek, ale i virů, bakterií a jiných mikroorganismů. Tradiční sterilizace vzduchu za použití desinfekcí nebo chemických látek vždy na delší dobu kontaminuje prostředí agresivními látkami a zanechává mrtvé bakterie, které při svém rozkladu uvolňují do okolí nejrůznější toxiny.

Fotokatalýza je výrazně šetrnější způsob vytváření sterilního v prostředí. Nejenomže nevnáší do prostředí další jedy, ale zabíjí účinně viry a bakterie a zároveň rozkládá (mineralizuje) i jejich mrtvé zbytky a toxiny vznikající jejich rozkladem.

V případě použití kombinace desinfekce a fotokatalýzy, aktivní fotokatalytická vrstva rychle odstraňuje ze vzduchu i desinfekční činidla, zkracuje tak čas, po který jsou lidé vystaveni jejich negativním účinkům a souběžně ekologicky rozkládá mrtvé bakterie.

V praxi, kde se využívá tvrdé UV-B (257 nm) pro své baktericidní účinky, lze tento efekt ještě spojit a umocnit kombinací s fotokatalýzou (dvojí ochrana). Jde o absolutní sterilizační efekt fotoaktivních povrchů v kombinaci s baktericidními UV lampami.

Antibakteriální vlastnosti a zdravotní nezávadnost FN(r) pro vyšší organismy byly prokázány třemi na sobě nezávislými zdravotními ústavy v rozsáhlých akreditovaných testech. U ryb nebyl zaznamenán žádný úhyn či zvláštní potíže ani při koncentracích FN(r) suspenze čtvrt litru v 1 litru vody po dobu 96 hodin. Naopak viry, bakterie a menší mikroorganismy pálí FN(r) během desítek minut v koncentracích až 10 - 8 CFU (ve vzduchu tak vysoké zátěže samozřejmě nejsou).

PRO EXTERIÉRY I INTERIÉRY

Obecně platí, čím menší objekt, tím kratší doba k jeho likvidaci v řadě molekula < virus < bakterie < spóry a složitější mikroorganismy (zrněnka apod). Těmto pozorováním odpovídají i statistiky z praktických realizací, jako je školka pro děti s oslabenou imunitou. Vysoká účinnost FN(r) proti virům je výbornou prevencí proti chřipce a virovým onemocněním. Snížení nemocnosti je prospěšné jak pro lidské zdraví, tak pro zaměstnavatele.

Likvidace molekul nebezpečných toxinů redukuje alergie, vrstva rozkládá a odstraňuje cigaretový kouř a jiné pachy, zmírňuje pachy na toaletách a ve společenských místnostech a obecně výrazně zlepšuje životní prostředí.

FN(r) nátěry inhibují růst plísní. Plocha napadená plísní byla ošetřena FN2(r). Po roce došlo na neošetřených plochách k nárůstu plísňových koláčů, zatímco na ošetřené ploše se jejich růst zcela zastavil a plíseň nebyla ani schopna prorůst FN(r) vrstvu.

Vodné FN2(r) suspenze i aktivní vrstva jsou pH neutrální, dokonale zdravotně nezávadné a neobsahují žádná organická rozpouštědla. To je velice atraktivní jak z hlediska jejich snadné aplikace, tak i z bezpečnostního hlediska při jejich nanášení. Vysoká účinnost výrobku na mikroorganismy je založena na čistě fyzikálních účincích bez chemických přípravků a je speciálně vhodná pro odstraňování alergií pocházejících ze špatné kvality vzduchu, za kterou jsou často zodpovědné plísně (dýchací potíže, astma apod.).

V exteriérech jsou obě funkce - likvidace exhalací nebo organických látek na povrchu a antimikrobiální efekt - zajímavé pro ochranu povrchů fasád. Fotokatalytický efekt vytváří samočisticí povrchy s dlouhodobě čerstvým vzhledem, zpomaluje jejich stárnutí a zabraňuje napadení erodujícími mikroorganismy (brání růstu zelených řas, plísní apod.).

URČENO TAKÉ PROTI SPREJERŮM

Vrstvy mají díky své poréznosti a hydrofilní povaze částečný antigrafitti efekt. Proti sprejerům je dobré provést pět vrstev místo typických tří. Vzniká velice porézní hydrofilní film, kterým sprej špatně proniká. Na stejný výtvor spotřebuje sprejer až 5x tolik barvy a navíc jej lze drsným kartáčem snadno seškrábat (vrstvu na seškrábaném místě je nutné opět obnovit např. válečkem).

FN(r) suspenze se jednoduše aplikuje na povrch štětcem, nízkým válečkem nebo nástřikem. Vrstva o síle asi 10x tenčí než lidský vlas je opticky průsvitná s bílým nádechem a chrání dlouhodobě povrch maleb, fasád a další interiérový a exteriérový povrch. Typická spotřeba suspenze je litr na 10 m2.

Ing. Jan Procházka, Ph.D.
AV ČR J. Heyrovského