Иногда бывает интересно копаться во всяких технических деталях. Вот недавно заявили, что Институт химических технологий НГУ запатентовал композицию для нанесения фотоактивного покрытия на поверхность различных материалов, которое позволяет удалять химические вещества, включая биомакромолекулы в составе ДНК или РНК. Вот последнее свойство позволяет разрушать вирусы и бактерии, то есть обеззараживать поверхность. Нужен свет, неважно, солнечный или искусственный, чтобы покрытие работало, уточнил директор Института химических технологий НГУ Денис Козлов.
Вот новосибирские ученые и предложили использовать эту композицию для обработки стен и полов в медицинских, образовательных и общественных учреждений. В свете коронавирусных приключений это предложение весьма разумно.
Это сообщение прошло в новостях, с некоторым таким восторженным тоном. Но что обращает на себя внимание, что не сообщалось ничего о том, из чего это покрытие состоит, хотя бы в общих чертах. Есть на эту разработку патент, так что подобные сведения ничего такого не раскроют.
Вот это обстоятельство обратило на себя мое внимание. После некоторых недолгих поисков патент № 27931 я нашел, вместе с описанием самой разработки. Оказалось, что новость не такая уж и новая, приоритет был с 9 сентября 2022 года, а описание опубликовано в марте 2023 года.
Какой основной компонент покрытия? Этим компонентом оказалась анатазная модификация диоксида титана. Диоксид титана более известен как титановые белила, компонент производства красок, полимеров и бумаги. Анатазная модификация — одна из кристаллических форм диоксида титана. Это вещество производится давно, еще в 1930-х годов. Но в этой разработке исползуется диоксид титана не простой, а измельченный до наночастиц. Эти мельчайшие частицы обладают способностью поглощать ультрафиолетовое излучение и видимый свет, генерировать заряды, с помощью которых происходит окисление различных химических веществ. В сущности, это катализатор окисления.
Для закрепления диоксида титана на какой-либо поверхности готовится смесь. Тут лучше процитировать описание изобретения:
«Для получения композиции для нанесения фотоактивного покрытия готовят смесь этилсиликата и изопропилового спирта в соотношении от 1:19 до 1:1 по объему добавляют к ней кислоту и воду в количестве 0,1-10 и 5-25 об. % соответственно. Далее смесь интенсивно перемешивают и добавляют подготовленный фотокатализатор в количестве 1-150 г/л. Полученную композицию обрабатывают в ультразвуковой ванне в течение 10 минут, а затем еще перемешивают в течение 10-12 часов. Далее ее наносят тонким слоем на поверхность подготовленного материала с помощью кисти, валика, аэрографа или путем пропитки».
Кислоты могут быть разные: концентрированная серная, азотная, соляная, ортофосфорная или уксусная, они обеспечивают надежное закрепление частиц диоксида титана и покрытие устойчиво к смыванию. Обрабатываемую поверхность следует обезжирить этиловым или изопропиловым спиртом, затем наносят композицию с диоксидом титана. После испарения изопропилового спирта, поверхность выдерживают час, а потом протирают тканью. Наносить покрытие можно на ткани, стеклоткань, стекло, полимеры, окрашенные поверхности.
Проводились испытания покрытия. Результаты весьма удивительные. Например, за 4 часа покрытие полностью разлагает пары бензола. В течение 8 часов происходит разрушение молекул нуклеиновой кислоты. За 3,5 часа суспензия вируса гриппа дошла до предела обнаружения, то есть вирус распался. Этот метод намного эффективнее простого облучения ультрафиолетовым излучением.
В принципе, это разработка действительно применима в серьезных масштабах. В России производится порядка 120 тысяч тонн диоксида титана, из них около 12 тысяч тонн анатазной модификации, имеющей меньшее применение, чем рутиловая модификация. Если смесь сопоставить с водоэмульсионной краской, расход которой составляет 120 грамм на кв. метр (в нашем случае, вероятно, меньше, но разработчики не представили сведений о расходе), то при добавлении порядка 50 граммов диоксида титана на литр смеси, расход вещества получается порядка 6 грамм на кв. метр. Каждая тонна диоксида титана позволяет, таким образом, обработать порядка 166 тысяч кв. метров поверхностей. Для сравнения, площадь стен и пола коридора длиной 20 метров, высотой 2,5 метра и шириной 3 метра составит 300 кв. метров. Думается, что порядка сотни тонн диоксида титана хватит для обработки медицинских, образовательных и общественных учреждений. Даже с учетом расхода значительного количества спирта, а также трудоемкости нанесения покрытия, все это выглядит реалистичным, если задаться целью. Можно также использовать это покрытие в ультрафиолетовых облучателях для очистки воздуха.
Надо бы попробовать на более мощных вирусах и бактериях; возможно, что подобное покрытие можно также использовать в установках обеззараживания помещений после заражения их бактериологическим оружием. В любом случае, здоровее будем.
