Vasarą miestuose gerokai padidėja ore esančių kietųjų dalelių koncentracija. Karštuoju metų laiku jos lengvai pakyla į orą ir kur kas lėčiau nusėda ant žemės. Dažnai įkvepiamos, šios dalelės gali pakenkti žmogaus sveikatai: neigiamai veikia kvėpavimo takus ir organus bei plaučius. Susikaupusios organizme dideliais kiekiais, jos gali sukelti ir centrinės nervų sistemos ar kraujagyslių ligų. Paprasčiausias būdas sumažinti šį taršos šaltinį – tai gatvių laistymas. Tačiau, pasitelkus naujausias paviršių padengimo technologijas, verta prie oro valymo proceso prijungti ir miesto paviršius.
Skaido smogo teršalus
Pagrindinį miestų smogo ingredientą – ozoną – reaguodamas į saulės šviesą sukuria azoto dioksidas, dujos, susidarančios deginant kurą ir į miesto orą patenkančios iš transporto priemonių variklių. Tačiau pastebėta (ir paremta mokslinių tyrimų rezultatais), kad titano dioksidas (TiO2), baltas pramoninis pigmentas, turi galių šiuos teršalus skaidyti į kur kas mažiau pavojingus. Veikiamas saulės šviesos, fotokatalizės reakcijos metu jis išskaido azoto oksidą NOx į aplinkai ir žmonėms nekenksmingas medžiagas – nedidelį kiekį anglies dioksido, vandenį ir neaktyvius azoto junginius. Titano dioksidas gali veikti kaip katalizatorius ir kitų miesto smoge esančių teršalų skaidymo reakcijose.
Iš mokslinių tyrimų rezultatų prašosi sprendimas: padengus titano dioksidu aktyviausiai miesto taršos procese dalyvaujančius paviršius – asfaltinę grindinio dangą bei šaligatvių betoną, taip pat greta transporto arterijų esančių namų stogus ir fasadus – galima nukenksminti nemenką dalį ore tvyrančio azoto oksido. Kalifornijos (JAV) mokslininkų yra apskaičiuota, kad milijonas titano dioksidu padengtų stogų galėtų kasdien iš miestų oro pašalinti apie 21 toną šio junginio.
Pasitelkus nanotechnologijas ir susmulkinus titano dioksidą bei į jo kristalinę gardelę įterpus metalų (vario, geležies ir platinos) priemaišų, išplečiančių spinduliuotės, kurioje ši medžiaga yra fotoaktyvi, spektrą, buvo pasiektas vertingas junginio efektyvumas (iki 80 %). Taip paruoštiems nanomilteliams būdingas didelis sąveikaujančių su kenksmingomis medžiagomis cheminių ryšių kiekis, o reiškia – ir didžiausias efektyvumas. Bandymų rezultatai rodo, kad efektyviausia titano dioksido nanomiltelių koncentracija dažuose galėtų būti 10 %. Didesnis pigmento kiekis pradeda daryti įtaką nudažyto paviršiaus spalvai – ji tampa blyškesnė – ir, būdamas tik nežymiai efektyvesnis, pernelyg padidina paviršiaus kvadratinio metro padengimo kainą. Be to, teršalų skaidymo procesas pastebimai greitėja, periodiškai suvilgant nudažytus paviršius vandeniu. Iš esmės tai koreliuoja su standartinėmis oro sąlygomis, kurios veikia miestą: tai nulyja lietus, tai nušvinta saulė.
Tad fasadai ir stogo dangos, kurių paviršiaus padengimo medžiagos sudėtyje yra titano dioksido, gali nemenkai prisidėti prie mūsų miestų oro kokybės gerinimo. O padengus šiuo pigmentu šaligatvius ir įterpus jį į asfalto dangą, kompleksinis efektyvumas turėtų padidėti dar labiau.
Sulaiko ir pašalina kietąsias daleles
Nors ne visai tiesiogiai, bet pakankamai efektyviai veikianti pastatų paviršių apdorojimo priemonė – jų hidrofobizavimas. Dažnai šį efektą galima pastebėti ant automobilių langų stiklų: vanduo ant paviršiaus nebeužsilaiko ir, tik užtiškęs, iškart nubėga žemyn, nusinešdamas bet kokius ant stiklo buvusius nešvarumus. Hidrofobizuojami paviršiai padengiami plonyčiu 4 nanometrų storio silano – silicio junginio su vandeniliu – dalelių sluoksniu, sukuriančiu atstumiančią drėgmę dangą. Toks savaiminis nusivalymas – labai vertinga savybė ir didmiesčių dangoraižiams. Jų stiklinius fasadus padengus tokia nanodanga juos valyti reikėtų kur kas rečiau, o tai sumažintų eksploatacines pastato išlaidas. Be to, visos kietosios miesto smogo dalelės, patekusios ant hidrofobizuoto stiklo, su lietaus vandeniu nukeliauja žemyn – ant grunto ar į lietaus kanalizaciją, kur nebegali pasklisti atgal į orą ir nebekelia jokio pavojaus.
Maža vandens įgertis ir drėgmės atstūmimas būdingas ir dažnoms fasadų sistemoms: betonai, tinkai ir dažai su hidrofobiniais priedais (dažniausiai tuo pačiu silanu ar giminingu jam siloksanu) suteikia fasadų paviršiams sandarumo ir glotnumo, neleidžia nešvarumams ir drėgmei skverbtis į giliau esančius sluoksnius, sumažina nešvarumų dalelių prikibimo jėgą. Tokia nanodanga padengto fasado paviršius tampa atsparesnis statinei atmosferos taršos traukai ir ilgą laiką išlieka švarus. Apsivalydamas pats, jis išgelbėja nuo kietųjų oro dalelių ir aplink esančią erdvę.
