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La fotocatalisi è il fenomeno naturale per cui una sostanza (catalizzatore), attraverso l’irraggiamento di luce, modifica la velocità di una reazione chimica.
Il materiale con proprietà fotocatalitiche più importante e caratterizzato è il biossido di titanio (TiO2) che appartiene alla famiglia degli ossidi dei metalli di transizione. Lo studio delle sue proprietà ha avuto origine agli inizi degli anni ‘70 ed è tuttora di grande interesse per le sue applicazioni. È stato infatti dimostrato che l’uso di TiO2 irraggiato con luce ultravioletta (UV) non solo permette la totale degradazione dei composti organici volatili ma anche l’abbattimento degli ossidi di azoto e di zolfo.
il TiO2 viene impiegato in vernici, nei laminati plastici, nelle idropitture, e negli smalti. Un’altra interessante applicazione riguarda l’utilizzo di polvere di biossido di titanio come additivo per particolari cementi dove, sfruttando la sua capacità fotocatalitica,funge da catalizzatore per inquinanti presenti nel mezzo a contatto.
Le sostanze tossiche abbattute dal trattamento fotocatalitico vengono trasformate in calcare (CaCo3), nitrati di sodio(NaNo3) e carbonati di sodio(Ca(NO3)2)  assolutamente innocui.
Il TiO2 è un materiale stabile e sicuro, e attualmente viene già impiegato nel settore delle costruzioni per un gran numero di materiali: cementi, ceramiche, vetro, pitture.

Le superfici autopulenti rappresentano un obiettivo di ricerca di crescente interesse per le loro molteplici applicazioni. Per il raggiungimento di tale obiettivo, la ricerca percorre al momento due strade diametralmente opposte basate rispettivamente sulla superidrofobicità e sulla superidrofilicità delle superfici. I due filoni hanno in comune l’obiettivo di cambiare, grazie a differenti tecniche a scala nanometrica, l’angolo di contatto tra la superficie e le gocce d’acqua che la colpiscono.




FILM SUPERIDROFILICO
Grazie all’irraggiamento di UV la superficie del film di biossido di titanio, già di per sé idrofilica, modifica le proprie caratteristiche di bagnabilità: il risultato è che l’acqua depositata sulla superficie trattata tende a formare un film sottile anziché una goccia. L’effetto autopulente della superficie di TiO2 è conseguente al fatto che lo sporco, aderendo meno alla superficie, è lavato via più facilmente da essa. Inoltre, poiché le gocce d’acqua si spandono facilmente, la superficie si asciuga molto velocemente e non si appanna mai (l’appannamento è un fenomeno caratteristico di superfici con angolo di contatto maggiore di 20°). Per applicazioni di questo tipo, il biossido di titanio è impiegato sotto forma di film molto sottile depositato su un substrato vetroso. L’efficienza fotocatalitica del film è influenzata dallo spessore, dalla rugosità superficiale, dalla porosità, dalla cristallinità, dalla quantità di impurità e dalla concentrazione di ioni ossidrilici in superficie,



FILM IDROFOBICO
Il principio di funzionamento è legato all’interazione repulsiva tra l’acqua e la superficie: su tali superfici l’angolo di contatto dell’acqua è compreso tra 90° e 120°,  e di conseguenza le gocce tendono a rotolare sulla superficie invece di scivolare. Durante il rotolamento, l’acqua raccoglie le particelle di sporco, permettendo l’autopulizia della superficie. Tale risultato è basato sullo studio e sull’imitazione del fiore di loto, che mostra capacità autopulenti, grazie alla nanorugosità della superficie delle foglie che fa rapidamente scivolare via l’acqua e con essa la sporcizia.
Questo tipo di film è già utilizzato in molti prodotti, su cui viene fissato con diverse modalità a seconda del materiale di supporto.
 
Valeria Zacchei