Wynalazek zespołu naukowców z Uniwersytetu Gdańskiego (UG) – technologia oczyszczania powietrza pod wpływem promieniowania emitowanego przez energooszczędne diody UVA z wykorzystaniem warstwy fotokatalitycznej w postaci modyfikowanych TiO2, jest już chroniony patentem.
W dobie rosnących problemów ze smogiem, zanieczyszczeniem powietrza i chorobami przenoszonymi drogą powietrzną, rozwiązania poprawiające jakość powietrza są bardzo potrzebne. Grupa badaczy z Katedry Technologii Środowiska Wydziału Chemii Uniwersytetu Gdańskiego opracowała, pod kierunkiem prof. dr hab. inż. Adriany Zaleskiej-Medyńskiej, przełomową technologię wykorzystującą: modyfikowane nanorurki na bazie tlenku tytanu(IV), które pod wpływem oświetlania diodami UVA, skutecznie oczyszczają powietrze z lotnych związków organicznych, zanieczyszczeń nieorganicznych oraz mikroorganizmów — w tym wirusów. Technologia ta powstała we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu Jagiellońskiego i w partnerstwie z firmą BEWI – polskiego producenta stolarki okiennej i drzwiowej.
Autorami wynalazku ze strony Uniwersytetu Gdańskiego są oprócz prof. dr hab. inż. Adriany Zaleskiej-Medynskiej: dr inż. Paweł Mazierski, dr inż. Joanna Nadolna, dr inż. Beata Bajorowicz oraz dr inż. Anna Gołąbiewska. Wspólne wysiłki zespołu badawczego koncentrowały się na opracowaniu nowego materiału o wyjątkowych właściwościach fotokatalitycznych i na jego praktycznym zastosowaniu.
Fotokataliza to proces, w którym światło — głównie z zakresu ultrafioletu i widzialnego — inicjuje reakcje chemiczne na powierzchni specjalnych materiałów (fotokatalizatorów). W przypadku wynalazku zespołu UG, promieniowanie UVA aktywuje powierzchnię modyfikowanych metalami nanorurek TiO2, powodując powstawanie aktywnych form tlenu, w tym rodników hydroksylowych. Te silne utleniacze skutecznie rozkładają zanieczyszczenia organiczne i nieorganiczne, mineralizując je do nieszkodliwego dwutlenku węgla i wody. To podejście różni się od wykorzystanych w tradycyjnych filtrach np. HEPA tym, że zamiast zatrzymywać zanieczyszczenia na powierzchni, powoduje ich całkowity rozkład, a także inaktywuje szkodliwe mikroorganizmy takie jak bakterie, grzyby i wirusy.
Modyfikowane nanocząstkami miedzi i srebra nanorurki TiO2 wytwarzane są prostą metodą elektrochemiczną z wielkokrotnym wykorzystaniem tych samych reagentów a sama metoda jest łatwo skalowalna.
– Nowa technologia ma ogromny potencjał w wielu dziedzinach, m.in. takich jak oczyszczanie powietrza w pomieszczeniach, w których jednocześnie przebywa wiele osób, np. w szkołach, szpitalach czy biurach – mówi prof. Adriana Zaleska-Medynska. – Wpływa także na poprawę jakości powietrza zewnętrznego, wprowadzającego szkodliwe związki chemiczne do wnętrz przez otwarte okna, nawiewniki, systemy wentylacji. Może być także wykorzystana do tworzenie powierzchni samoczyszczących, np. na elewacji budynków, które same rozkładają zanieczyszczenia organiczne pod wpływem światła słonecznego – dodaje naukowczyni.
Zastosowanie
Technologia znalazła już praktyczne zastosowanie. Firma BEWI – producent stolarki PCV i AL – wchodząca w skład konsorcjum, pracującego nad wdrożeniem innowacyjnego rozwiązania, opracowała pierwszy prototyp oczyszczacza powietrza bazującego na wynalazku. Urządzenie, odpowiednio dopasowane do wielkości pomieszczenia i poziomu zanieczyszczeń, skutecznie usuwa szkodliwe związki chemiczne i mikroorganizmy.
Inżynierowie i technolodzy z firmy BEWI zaprojektowali również nowoczesną obudowę urządzenia, dbając o jego estetykę i funkcjonalność, dopasowując do oczekiwań przyszłych klientów. Prototyp w tej chwili znajduje się w fazie testów w jednym ze szpitali. Urządzenie będzie sprawdzane w pomieszczeniach przeznaczonych dla chorych, którzy muszą przebywać w przestrzeniach wolnych od zanieczyszczeń.
Wynalazek uzyskał finansowanie z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju (NCBR) na dalsze prace badawczo-rozwojowe i wdrożeniowe. Aktualnie trwają działania zmierzające do produkcji przemysłowej i komercjalizacji technologii. Partner biznesowy rozwija projekt, prowadząc prace nad optymalizacją urządzeń pod kątem kosztów, wydajności i szerokiego zastosowania.
Opracowane przez zespół prof. Adriany Zaleska-Medyńskiej modyfikowane nanorurki TiO2 to przykład innowacyjnego podejścia do walki z zanieczyszczeniami powietrza. Dzięki wykorzystaniu promieniowania UVA emitowanego przez energooszczędne diody oraz nowoczesnych nanomateriałów, wynalazek nie tylko oczyszcza powietrze, ale również przyczynia się do ochrony zdrowia publicznego i poprawy jakości życia w miastach.
Proces zgłoszenia wniosku o przyznanie patentu w Europejskim Urzędzie Patentowym / European Patent Office (EPO) skoordynowali eksperci z naszego Centrum Transferu Technologii.
Opracowanie: PM, CTT UG
Kontakt do Centrum Transferu Technologii – +48 58 523 33 74 lub +48 58 523 33 75, biuro@ctt.ug.edu.pl
