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Miércoles, 29 agosto 2012
Ciencia de los Materiales

Limpieza automática iniciada por la luz solar

Los rayos del Sol atraviesan las nubes, y a partir de ese momento ciertas superficies artificiales en edificios y otras construcciones comienzan automáticamente a limpiarse por sí mismas. Puede parecer un prodigio exclusivo de la ciencia-ficción, pero se trata de un hecho real. La clave del portento es la adición de moléculas de dióxido de titanio al material con el que están hechas estas superficies. Activadas por la luz ultravioleta, dichas moléculas fomentan una reacción que destruye bacterias, algas y hongos.

Hay muchos casos en los que un sistema de limpieza de esta clase sería muy útil. Por poner un ejemplo, las sillas y mesas de jardín o de terraza que se dejan todo el año o buena parte de él a la intemperie se beneficiarían de esta capacidad de autolimpieza activada por la luz solar. Las piezas del mobiliario de un jardín que se han dejado mucho tiempo a la sombra a menudo son cubiertas por una película limosa de algas, musgos, bacterias y hongos que es difícil o incluso imposible de quitar. Este problema se podría solucionar incorporando moléculas de dióxido de titanio en el plástico usado para fabricar las sillas y mesas de jardín, y así el único ingrediente que les faltaría sería un poquito de luz solar.

Cuando estas moléculas de dióxido de titanio son "activadas" por la luz ultravioleta presente en los rayos solares, actúan como un catalizador, activando una reacción electroquímica que produce radicales libres. Éstas y otras moléculas activas causan daños fatales en las bacterias, hongos y organismos similares, destruyendo primero las paredes celulares y penetrando luego en el citoplasma, lo que provoca daños en el ADN de la bacteria. Como resultado, las sustancias orgánicas se destruyen en vez de permanecer pegadas a la superficie.

Los experimentos realizados por el equipo de la investigadora Iris Trick del Instituto Fraunhofer para la Ingeniería de Interfases y la Biotecnología (IGB), en Stuttgart, Alemania, han dado resultados espectaculares.

Después de dos años a la intemperie, era casi imposible limpiar las superficies normales colonizadas por bacterias, musgos, algas y hongos. En cambio, las superficies hechas de plásticos fotocatalizadores permanecían casi completamente limpias y relucientes, pese a haber pasado también dos años a la intemperie.

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Las aplicaciones prácticas potenciales ofrecidas por las moléculas de dióxido de titanio se extienden mucho más allá de este uso en el mobiliario de plástico para los jardines. Por ejemplo, los investigadores del Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Producción y Automatización (IPA) en Stuttgart, Alemania, están trabajando en pinturas para fachadas que contienen este tipo de partículas de dióxido de titanio. Si la pared se ensucia, el fotocatalizador degrada las sustancias contaminantes orgánicas y la pintura vuelve a estar razonablemente limpia.

Los científicos han desarrollado incluso una capa autolimpiable para las superficies de los vasos y superficies de vidrio: El equipo de Michael Vergohl, del Instituto Fraunhofer para la Ingeniería de Superficies y Películas Delgadas (IST), ubicado en Braunschweig, Alemania, ha comprobado ya que la incorporación de una capa delgada de dióxido de titanio a una superficie de cristal, como por ejemplo la pantalla de un teléfono inteligente (smartphone), hace que las huellas dactilares así como las grasas desprendidas por la piel desaparezcan gradualmente por sí solas. Todo lo que se necesita es una hora de luz solar, a diferencia de los fotocatalizadores usados previamente para superficies, los cuales demandan que el dispositivo permanezca expuesto al sol durante tres días.

El próximo paso es desarrollar nuevos materiales que también puedan activarse con luz artificial.


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