Fotocatalisi
La fotocatalisi è il fenomeno naturale in cui una sostanza, detta fotocatalizzatore attraverso l’azione della luce (naturale o artificiale) modifica la velocità di una reazione chimica.
Le maggiori applicazioni utilizzano fotocatalizzatori a base di biossido di titanio (TiO₂) che per attivarsi ha necessità di essere esposto alla luce UV.
Lo sviluppo di un nuovo fotocatalizzatore a base di WO₃ ha incrementato significativamente l’efficacia della fotocatalisi ed eliminato il problema di utilizzo della luce UV.
Quando esposto alla luce, nello spettro visibile, il WO₃ assorbe e converte l’energia luminosa in elettroni e lacune di elettroni. Il WO₃ reagisce con l’acqua (l’umidità dell’aria) per creare radicali ossidrili (espressi come OH-) e con ossigeno per creare anioni superossido (O₂-).
Miliardi di queste specie altamente ossidanti sono create in miliardesimi di secondo e lavorano per disgregare la materia a livello molecolare. Il risultato è una efficace decomposizione delle sostanze inquinanti organiche e inorganiche (assimilabili a tutte le polveri sottili PM2.5 – PM10), dei microbi, dei virus, degli ossidi di azoto, degli aromatici policondensati, dell’anidride solforosa, del monossido di carbonio, della formaldeide, del metanolo, dell’etanolo, del benzene, dell’etilbenzene, del monossido e del biossido di azoto, etc.
Microrganismi e Virus
Sebbene siano stati riportati molti studi sull’inattivazione fotocatalitica di batteri, pochi studi hanno affrontato l’inattivazione di virus.
È stato provato che la fotocatalisi può indurre una degradazione nel caso di composti semplici (proteine e DNA), un effetto inibitore nel caso dei virus e dei batteri, un effetto anticancerogeno nel caso di cellule più complesse addirittura nei riguardi dei pollini e delle spore che provocano allergie.
Gli studi relativi alla trasformazione di virus tramite fotocatalisi sono stati eseguiti in ambiente acquoso o comunque liquido oppure con metodo di contatto diretto organismo/superficie e si può parlare di due livelli di attacco fotocatalitico:
•FOTOINATTIVAZIONE o FOTODISATTIVAZIONE con effetto risultante DISINFETTANTE
•DECOMPOSIZIONE/UCCISIONE delle cellule virali con effetto risultante STERILIZZANTE
Il meccanismo di inattivazione dei virus mediante fotocatalisi è ancora da chiarire in modo definitivo, pur essendo già stata dimostrata l’efficacia del sistema con prove di laboratorio, utilizzando numerosi tipi di microorganismi ed avendo anche quantificato il risultato pressoché completo dell’attacco.
Questo sembra venga avviato sulle particelle di virus attraverso il loro assorbimento sulle superfici del catalizzatore seguito dall’attacco al capside proteico e ai siti di legame dei virus (attacco diretto di tipo Redox).
Secondo altre fonti, il comportamento di inattivazione dei virus è mediato da radicali ossidrilici •O₂ – e OH• o anche (ed in aggiunta) da Specie Reattive dell’Ossigeno (ROS) come •O₂ -, OH- H₂O •HO e libere nella fase massa e non da quelle legate alla superficie del catalizzatore. Il meccanismo di successiva decomposizione comporta il degrado della parete cellulare e della membrana citoplasmatica, sempre a causa della produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS). Questo inizialmente porta alla fuoriuscita del contenuto cellulare, quindi alla lisi cellulare, fino ad una completa mineralizzazione dell’organismo. L’uccisione è tanto più efficace quanto vi è il più stretto contatto tra il virus e il catalizzatore (le specie reattive hanno un raggio di azione che può arrivare a 2 mm dalla superficie attiva presente nei nostri prodotti).
La Soluzione proposta da FUEL
FUEL ha sviluppato alcuni dispositivi di trattamento meccanico dell’aria che permette di trattare l’aria degli ambienti confinati con l’utilizzo di un fotocatalizzatore a base di WO₃ e Pt.
Nello sviluppo realizzato da FUEL per il trattamento dell’aria significativo è stato lo studio per ottenere filtri con la maggior superficie di contatto con l’aria e, per questioni di consumi e rumorosità, una scarsa resistenza al passaggio dell’aria.
Basato sul Triossido di Tungsteno. Raggiunto dalla luce crea la reazione di fotocatalisi
Blocca le particelle di polvere
Sono stati sviluppati dispositivi per la sanificazione dell’aria in vari contesti con capacità di trattamento da 50 sino a 500 m³/h, sino a soluzioni customizzate per grandi volumi, con soluzioni che privilegiano la diffusione del sistema e con un trattamento diretto negli ambienti oggetto dell’intervento. Questa innovativa tecnologia fotocatalitica brevettata consente, quindi di pulire, depurare e migliorare sensibilmente la qualità dell’aria respirata negli ambienti confinati dove si rimane per lungo tempo.
I dispositivi FUEL non hanno alcuna immissione di sostanze nocive in aria, e richiedono una manutenzione ridotta; l’utilizzo può essere continuo 24/7 poichè questa tecnologia è completamente innocua per persone e animali.
