“潔身自好”的新材料——納米二氧化鈦
世上有不用洗的衣服，有不用擦的玻璃，馬路也能自動(dòng)凈化空氣，你相信嗎？
這一切得從一種奇妙的材料——二氧化鈦講起。
1972年，日本科學(xué)家藤島昭發(fā)現(xiàn)二氧化鈦在太陽光的照射下，楞使水分解為兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子，或使其他一些物質(zhì)如有機(jī)物。在一定條件下分解成二氧化碳和水等小分子。這是因?yàn)槎趸伿芴柟庵械淖贤夤庹丈鋾r(shí)，鈦原子上的電子被光激發(fā)，運(yùn)行軌道發(fā)生變化，從而產(chǎn)生極強(qiáng)的氧化能力，因此能夠分解部分無機(jī)物和有機(jī)物。人們根據(jù)這一原理開發(fā)了光催化技術(shù)，即利用二氧化鈦?zhàn)鳛榇呋瘎�，使物質(zhì)吸收光的能量而發(fā)生分解，從而達(dá)到殺菌、自清潔、凈化空氣、除臭等目的。
但是，普通的二氧化鈦活性低，要想徹底分解其他物質(zhì)，可能得等幾天甚至幾個(gè)月。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，人們把納米技術(shù)應(yīng)用到二氧化鈦中，研制出了納米二氧化鈦。我們知道，1納米等于十億分之一米，相當(dāng)于針尖的百萬分之一大小。納米二氧化鈦就是指顆粒大小不超過100的二氧化鈦，可謂是二氧化鈦家族中的小不點(diǎn)。正是因?yàn)樗鼈�(gè)頭小，“手腳靈活”，易于和其他原子團(tuán)等結(jié)合，在參加化學(xué)反應(yīng)時(shí)比一般的二氧化鈦要活潑成千上萬倍，所以納米二氧化鈦在各個(gè)大受青睞。
現(xiàn)在，讓我們來看看納米二氧化鈦是怎樣大顯身手的。我們先來瞧瞧不用洗的衣服。香港理工大學(xué)的科學(xué)家最近研制出一種能自我清潔的布料。他們使用一種特殊的工藝使二氧化鈦附著在布片上。陽光照射在二氧化鈦上，會(huì)使電子從中逸出。這一部分電子與空氣中的氧反應(yīng)，生成具有強(qiáng)氧化作用的氧自由基，將污物分解成二氧化碳和水等小分子，這樣就達(dá)到了自清潔的目的。作為人間的二氧化鈦并不會(huì)損耗，因此只要有陽光，面料就能發(fā)揮自我清潔功能。
我們再來見識(shí)一下有用擦的玻璃吧�？茖W(xué)家們利用納米二氧化鈦開發(fā)出了一種自清潔玻璃。這是在普通玻璃表面涂覆了一層透明的納米二氧化鈦光催化劑涂膜，當(dāng)膜受到太陽光或熒光燈照射后，就會(huì)吸收光的能量產(chǎn)生清潔功能，分解、清除塵土和其他的有機(jī)污物，變成二氧化碳和水，且自動(dòng)消除。而且自清潔玻璃具有親水性，下雨時(shí)雨水會(huì)形成薄簾流過玻璃的表面，所以，雨停后不會(huì)留下條痕和斑點(diǎn)。目前它已被廣泛用于建筑建筑物的門、窗、外墻、汽車玻璃窗以及裝飾玻璃等。沒準(zhǔn)你家的門窗就用上了這種納米二氧化鈦喲！
有句俗話說“各人自掃門前雪，哪管他人瓦上霜”。納米二氧化鈦可不是這樣的喲。除了自清潔，它還樂于幫助別人清潔呢!大家最常用的交通工具恐怕就是汽車了。我們知道，汽車尾氣會(huì)向空氣排放一氧化碳等有害氣體，嚴(yán)重影響人體健康。同時(shí)，車內(nèi)裝飾材料中含有多種有毒氣體，另外霉菌會(huì)在汽車通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)長期存活，對健康也極為不利。目前，已被普遍運(yùn)用于凈化車內(nèi)空氣的是一中叫做光觸媒的技術(shù)。光觸媒的主要成分就是納米二氧化鈦。納米二氧化鈦吸收陽光中的紫外線后，內(nèi)部電子被激發(fā)，形成超氧化物和羥基原子團(tuán)，它超強(qiáng)的氧化能力可以破壞細(xì)胞的細(xì)胞膜，凝固病毒的蛋白質(zhì)，抑制病毒的活隆，殺菌能力達(dá)到99.997％。同時(shí)，二氧化鈦受光后生成的氫氧自由基可將有機(jī)物質(zhì)和有害氣體轉(zhuǎn)化為水、二氧化碳和鹽，從而達(dá)到凈化空氣的功效。
除此之外，把納米二氧化鈦用到馬路上也可以凈化空氣呢！日本三菱材料公司研制出一捉含有納米二氧化鈦的新路面材料，叫做Noxer，它能吸收汽車尾氣中的氮氧化物。其中納米二氧化鈦下頭催化劑的作用，當(dāng)路面材料被陽光照射時(shí)，能重于泰山活性氧分子。這種分子能與尾氣反應(yīng)，一遇下雨，就變成稀硝酸溶液，剛好被混凝土中的弱堿溶液中和。
納米二氧化鈦的用途還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，隨著科技的進(jìn)步，它將在我們的日常生活中發(fā)揮越來越廣泛的作用，也許納米二氧化鈦的新用途正等著明天的你去發(fā)現(xiàn)呢！
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