Tio2 Nano.docx

Universitatea ,,Politehnica’’ din Bucuresti Facultatea de Chimie Aplicata si Stiinta Materialelor

Dioxidul de Titan

Coordonator: Prof. dr. ing. Ecaterina Andronescu Student: Draghici Elena Cristina

1

Cuprins

Introducere ................................................................................................................................. 3 Aplicatii ale TiO₂ in celulele fotovoltaice .................................................................................. 5 Autocuratarea ............................................................................................................................. 8 Nanoparticule de TiO₂ in alimente si produse de ingrijire personala ....................................... 11 Grefele osoase .......................................................................................................................... 14 Concluzii .................................................................................................................................. 16 Bibliografie............................................................................................................................... 17

2

Introducere

Stiinta suprafetei oxizilor de metal reprezinta un domeniu relativ tanar ce se bucura de o continua crestere a interesului. Tendinta generala pentru a face urmatorul pas este de a merge mai departe catre sisteme mai realiste si mai complexe, dand oportunitatea cercetatorilor sa dezvolte un interes catre suprafetele oxidice. Acestia sunt motivati de dorinta de a contribui la numeroasele aplicatii in care suprafetele oxidice joaca un rol important; la urma urmei, majoritatea metalelor oxideaza imediat atunci cand sunt expuse la mediul ambiant. Popularitatea acestui domeniu este data de faptul ca suprafetele de TiO₂ monocristalin pot fi utilizate intr-o gama larga de aplicatii, precum si asteptarea ca intelegerea proprietatilor suprafetei la nivel fundamental va ajuta la imbunatatirea materialelor si a performantei deviceurilor in multe domenii. Dioxidul de titan reprezinta un sistem preferat pentru experimente deoarece este potrivit multor tehnici experimentale. Cristalele poleite si cu o calitate superioara a suprafetei pot fi achizitionate extrem de usor de la diversi vanzatori. Inainte de a starui pe actualele rezultate ale stiintei suprafetelor, va fi prezentat un scurt rezumat al aplicatiilor dioxidului de titan. TiO₂ este folosit in cataliza eterogena, ca fotocatalizator, in celulele solare pentru producerea de hidrogen si energie electrica, ca senzor pentru gaze, ca pigment alb (in vopsele si produse cosmetice), ca invelis protector impotriva coroziunii, ca invelis optic, in ceramica, si in device-uri electrice precum rezistoarele. Este important in stiintele pamantului, joaca un rol important pentru biocompatibilitatea implanturilor osoase si i se gaseste un rol in forma nanostructurala pentru bateriile pe baza de Li. Proprietatile fotoelectrice si fotochimice ale TiO₂ sunt, de asemenea, un subiect activ cercetat. Munca initiala a cercetatorilor Fujishima si Honda [1] asupra fotolizei apei pe electrozii de TiO₂, fara o interferenta externa, si a ideii ca starea defectului de suprafata poate juca un rol in descompunerea apei in H₂ si O₂, a stimulat majoritatea lucrarilor timpurii asupra TiO₂. Din pacate, TiO₂ are un randament cuantic scazut pentru conversia fotochimica a energiei solare. Folosirea suspensiei coloidale cu adaugarea unor molecule de colorant a aratat imbunatatirea eficientei celulelor solare, si a mutat convertorii fotoelectrochimici pe baza de TiO₂ in lumea competitivitatii economice.

3

De departe, cercetarea cea mai activ urmarita a titanului este folosirea acestuia pentru degradarea fotoasistata a moleculelor organice. Dioxidul de titan este un semiconductor iar perechea electron-gol creata la iradierea cu lumina solara se poate separa iar purtatorii de sarcina rezultati pot migra pe suprafata unde reactioneaza cu apa si oxigenul adsorbiti pentru a produce specii radicalice. Acestea ataca orice molecula organica adsorbita si pot duce, in cele din urma, la descompunerea completa in CO₂ si H₂O. Aplicatiile acestui proces sunt diverse, de la purificarea apei reziduale, la dezinfectia bazata pe proprietatile bactericide ale TiO₂ (spre exemplu, dezinfectarea salilor de operatie ale spitalelor), folosirea invelisului de auto-curatare a parbrizelor masinilor si ca invelis protector pentru marmura (spre exemplu, la protejarea statuilor antice grecesti impotriva factorilor mediului). A fost chiar demonstrat ca injectarea subcutanata a unei suspensii de TiO₂ in soareci, si ulterior iradierea cu raze din spectrul UV apropiat, poate incetini sau opri dezvoltarea celulelor tumorale. Anual, in intreaga lume, se produce un volum impresionant de pigmenti de TiO₂: cca 4 milioane de tone. Pigmentul de TiO₂ este folosit in orice tip de vopsea datorita indicelui sau ridicat de refractie. Proprietatile suprafetei joaca un rol important chiar si in aceste aplicatii cu larga raspandire, de exemplu: degradarea fotocatalitica a liantului din vopsea reprezinta o problema majora in industria vopselelor. Dioxidul de titan este nontoxic si sigur, si poate fi usor disperat. In forma sa pura, poate fi folosit chiar si ca aditiv alimentar sau in produsele farmaceutice si cosmetice. Electrozii de TiO₂ nanostructurat au fost, de asemenea, in centrul atentiei. O aplicatie deosebit de interesanta este implemetantarea unor pelicule de TiO₂ nanocristalin in device-urile electrocromice. Aceste device-uri controleaza transmisia de lumina in ferestre sau reflexia luminii in oglinzi sau display-uri. Acestea se bazeaza pe doi electrozi complementari (TiO₂ si WO₃), ce-si schimba culoarea in urma ciclurilor de reducere/oxidare induse de curentul electric. [2]

4

Aplicatii ale TiO₂ in celulele fotovoltaice Celulele fotovoltaice pe baza de electrozi de TiO₂ nanocristalin au fost studiate la scara larga. O prezentare schematica a structurii si a principiilor de functionare a DSSC (dyesensitized solar cell= celule fotovoltaice cu un cost redus, ce apartin grupului de celule solare cu pelicula subtire[3]) este data in figura 1. In mijlocul sistemului se afla dioxidul de titan nanocristalin mezoporos ce prezinta pe suprafata sa un strat de vopsea ce transfera sarcina. Pelicula este pusa in contact un cu electrolit redox. Fotoexcitarea vopselei injecteaza un electron in banda de conductie a TiO₂. Electronul poate fi dirijat catre circuitul exterior pentru a conduce incarcatura si a produce curent electric. Starea initiala a vopselei este ulterior restabilita de donarea electronilor de catre electrolit, de obicei un solvent organic ce contine un sistem redox, precum cuplul iodura/triiodura. Regenerarea sensibilizatorului efectuata de iodura previne recapturarea benzii de conductie a electronului de catre vopseaua oxidata. Iodura este in schimb regenerata de catre reducerea triiodurii la contra-electrod, circuitul fiind completat prin intermediul migrarii electronice prin sarcina exterioara. Tensiunea generata sub iluminare corespunde diferentei dintre nivelul Fermi al TiO₂ si al potentialului redox al electrolitului. Per total, device-ul genereaza curent electric din lumina solara fara a suferi vreo transformare chimica permanenta.

5

Fig.1. Structura (A) si (B) principiul operatiei si schema nivelului energetic al celulei fotovoltaice nanocristalina cu vopsea sensibilizata. Fotoexcitarea sensibilizatorului (S) este urmata de injectarea electronului in banda de conductie a unei pelicule de oxid semiconductor, ce este regenerat la contraelectrod de catre electronii trecuti prin sarcina. Potentialele se refera la electrodul normal de hidrogen (NHE). Tensiunea circuitului deschis al celulei fotovoltaice corespunde diferentei dintre potentialul redox al mediatorului si al nivelului Fermi al peliculei nanocristaline indicate cu o linie punctata. Nivelele de energie desenate pentru sensibilizator si mediator redox potrivesc potentialele redox din starea de baza a sensibilizatorului dublu deprotonat N3 si cuplul iodura/triiodura.

6

Cahen si colaboratorii sai au explicat cauza fotocurentului si a fototensiunii in celulele fotovoltaice cu vopsea nanocristalina mezoporoasa sensibilizata din punct de vedere al separarii, recombinarii, si al transportului de sarcina electronica precum si din punct de vedere al energiei electronice. Cauza de baza a fototensiunii este schimbarea concentratiei de electroni in conductorul de electroni nanocristalin ce rezulta din injectia cu sarcina fotoindusa din vopsea. Pichot si Gregg [4] au descoperit ca fototensiunea a fost determinata de catre variatia potentialului chimic fotoindus, nu de catre campurile electrice aflate in echilibru. Maximul de fototensiune este dat, mai de graba, de diferenta energiilor electronului dintre nivelul redox si capatul benzii de conductie a electronului conductor decat de orice fel de diferenta a potentialul electric al celulei, la intuneric. Mezoporozitatea si nanocristalinitatea semiconductorului sunt importante nu doar pentru cantitatea mare de vopsea ce poate fi adsorbita pe o suprafata foarte mare, dar si pentru alte doua motive importante: 1) dau voie unor mici particule ale semiconductorului sa devina aproape de tot epuizate dupa imersia in electrolit (permitand pentru fototensiuni mari) si 2) proximitatea electrolitului pentru toate particulele face ecranizarea electronilor injectati posibila, prin urmare a transportului lor. [5]

7

Autocuratarea Dioxidul de titan este un pigment natural folosit pentru distribuirea culorii albe în vopsele, cerneluri, plastice, hârtie, ceramică, cosmetice şi chiar alimente. Atunci când este folosit ca pigment, dioxidul de titan este inert, dar când se fixează în particule extrem de fine, degajă catalizatori. Ceea ce înseamnă pur şi simplu că atunci când este expus la lumină, în cazul de faţă mai ales la lumina ultravioletă, acesta are capacitatea de a acţiona ca un catalizator pentru diferite reacţii chimice.

Prin expunerea la lumina ultravioletă, dioxidul de titan

eliberează electroni energetici, care la rândul lor reacţionează cu oxigenul şi cu umezeala din aer pentru a forma radicali liberi şi extrem de reactivi de superoxid şi de hidroxil. Aceştia antrenează pe loc orice compuşi organici aflaţi în preajmă, descompunându-i în apă şi în dioxid de carbon. Murdăria de pe ferestre este în cea mai mare parte un amestec de compuşi organici care se pot descompune ca reacţie la activitatea fotocatalitică a unui strat subţire de dioxid de titan aplicat pe geam. Dar lumina mai are şi o altă influenţă asupra dioxidului de titan: il face hidrofil. În mod normal sticla este hidrofobă, deci de aceea apa tinde să formeze mărgele pe o suprafaţă de sticlă. Când mărgelele se scurg, ele lasă dâre de apă. Dar când pe suprafaţa sticlei se aplică dioxid de titan, apa în loc să facă mărgele se împrăştie uniform ca o peliculă. Ceea ce înseamnă că atunci când ploaia va stropi fereastra, apa se va împrăştia uniform pe suprafaţa acesteia şi se va scurge fără să lase nicio urmă. Deci este înlăturată prin clătire orice urmă de murdărie care a rezistat efectului fotocatalizator al dioxidului de titan. Dar nu numai sticla poate beneficia de generarea radicalilor liberi de către dioxidul de titan. Acesta poate împiedica cimentul să devină cenuşiu. Poate că cea mai bună exemplificare a acestei tehnologii este biserica Jubileului din Roma, terminată în anul 2003. Construită din beton cu proprietăţi de auto-curăţare, biserica este proiectată să dureze o mie de ani, timp în care se speră că îşi va păstra luciul alb. Substanţele purtate prin aer pot fi descompuse atunci când intră în contact cu o suprafaţă de dioxid de titan activată de lumină. Gresia cu peliculă de dioxid de titan din toalete şi camere de operare poate distruge germenii la momentul intrării în contact cu aceştia, contribuind astfel la stoparea răspândirii bolilor. În Japonia, prin intermediul pietrelor de pavaj acoperite cu o astfel de peliculă, s-a reuşit o reducere a efectelor poluării. Ca urmare a unui studiu s-a constatat că pavajul fotocatalizator descompunea cam 15% din oxidul de azot emis de maşinile care călătoreau pe acea şosea.

8

Vopselele a căror formulă conţine dioxidul de titan fotocatalizator pot combate poluanţii din interior cum ar fi fumul de ţigară, formaldehida şi benzenul. Prelungirea vieţii fructelor depozitate pe raft poate fi posibilă prin eliminarea gazului de etilenă care grăbeşte coacerea acestora, iar praful de dioxid de titan este folosit în tratarea apei poluate. [6] Fig.2. Dioxidul de titan [6]

Substantele urat mirositoare precum amoniacul, hidrogenul sulfurat, acetaldehida, toluenul, metantiolul etc. implica riscuri serioase asupra sanatatii sau al confortului. Concentratiile lor in aerul de interior sunt mereu scazute, ceea ce este foarte convenabil pentru purificatoarele de aer pe baza de TiO₂. Un curatator de aer de tip fotocatalizator este compus de obicei din filtre pe baza de TiO₂, lampi UV, si un ventilator pentru circularea aerului. O caracteristica a filtrelor este reprezentata de dispunerea lor in forma unui figure de miere sau o structura de pori tridimensionali pentru o cadere de presiune minima. Figura 3 reprezinta niste filtre ceramice poroase acoperite cu TiO₂, pentru a fi folosite la purificarea aerului. Nanoparticulele de TiO₂ sunt dispersate in corpul filtrelor cu carbon activ, zeoliti, etc. ca coadsorbanti.

Fig.3. Fotografie a filtrelor ceramice poroase acoperite cu TiO₂

9

In contrast cu unica functie de adsorbtie a filtrelor pe baza de carbon active in curatatoarele de aer conventionale, un filtru fotocatalizator pe baza de TiO₂ poate descompune poluantii in loc de a-i acumula, si astfel prezinta mai bune performante de curatare, precum se poate observa in figura 4. In plus, curatatoarele de aer de tip fotocatalitic pot de asemenea distruge bacteriile ce circula in aerul de interior, ceea ce este foarte important pentru spitale, institutiile ce au in grija persoane in varsta, scoli etc. Aceste curatatoare de aer sunt disponibile la diferite dimensiuni, ce au fost proiectate astfel incat sa poata curate aerul dintr-o masina sau intr-o fabrica intreaga/ spital. Dupa o folosire pe termen lung, filtrele pot fi otravite cu HNO₃ sau H₂SO₄ formati in timpul indepartarii amoniacului sau a hidrogenului sulfurat. Filtrele otravite pot fi refacute doar prin simpla lor spalare cu apa. La ora actuala, exista mai mult de 30 de companii ce fabrica curatatoare de aer de tip fotocatalizator in Japonia. Unele aere conditionate au fost de asemenea echipate cu filtre fotocatalitice de TiO₂. [7]

Fig.4. Exemplu al curatarii de oxid de azot (NOx) intr-o camera obisnuita de apartament. Curba a: scaderea naturala a NOx din camera; curba b: concentratia de NOx se schimba atunci cand curatatorul de aer pe baza de carbon activ este pus in functiune; curba c: concentratia de NOx se schimba atunci cand curatatorul de aer ce contine fotocatalizator iradiat pe carbonul activ, este in functiune; curba d: standardul de mediu pentru NOx

10

Nanoparticule de TiO₂ in alimente si produse de ingrijire personala Dioxidul de titan este un aditiv folosit frecvent in multe tipuri de alimente, produse de ingrijire personala, si alte tipuri de produse de larg consum folosite de oameni, ce apoi pot intra in sistemul de canalizare si ulterior sa patrunda in mediu ca efluent tratat evacuat in apele de suprafata sau biosolide aplicate pe terenurile agricole, deseuri incinerate sau depozite de deseuri. Alimentele cu cel mai mare continut de TiO₂ includ bomboanele, dulciurile si gumele de mestecat. Printre produsele de ingrijire personala, pastele de dinti si cremele impotriva razelor ultraviolete contin intre 1% si 10% titan. In timp ce alte creme contin titan, in afara colorarii lor in alb, majoritatea sampoanelor si a deodorantelor contin cel mai scazut nivel de titan (<0,01 µg/mg). Pentru mai multe produse farmaceutice de larg consum, continutul de titan a variat de sub limita de detectie a instrumentului (0,0001 µg Ti/mg) pana la 0,014 µg Ti/mg. Microscopul electronic si testarea stabilitatii alimentare a TiO₂ (E171) sugereaza faptul ca aproximativ 36% dintre particule sunt mai mici de 100 nm in macar una dintre dimensiuni iar asta face sa se disperseze usor in apa formand coloizi destul de stabili. Totusi, filtrarea produselor de consum si a produselor de ingrijire personala solubilizate in apa indica faptul ca mai putin de 5% din totalul de titan a fost capabil sa treaca de porii cu dimensiuni cuprinse intre 0,45-0,7 µm. O analiza a expunerii umane la TiO₂ din mancare, realizate in Monte Carlo, a identificat faptul ca, copiii, au cea mai mare expunere deoarece TiO₂ este cel mai mult concentrat in dulciuri decat in alte tipuri de alimente, iar un adult obisnuit din SUA este expus la TiO₂ de ordinul a 1 mg Ti/ kilogram corp intr-o zi. Nanomaterialele de TiO₂ din mancare, produse de consum si produse de uz casnic depozitate in canalizare intra in statiile de epurare a apelor uzate. Cu toate ca statiile de epurare sunt capabile sa elimine majoritatea particulelor de TiO₂ din canalizare, particulele de TiO₂ ce masoara intre 4 si 30 nm au fost inca gasite in efluentul tratat. Aceste nanomateriale sunt apoi eliberate in apele de suprafata, unde pot interactiona cu organismele vii. Un studiu ce si-a propus monitorizarea nanomaterialelor de TiO₂ a gasit ca, cele mai mari concentratii din apele raului sa fie direct in aval de o statie de epurare. Nanomaterialele de TiO₂ indepartate din apele uzate, prin asociere cu bacteriile pot totusi sa ajunga in mediul inconjurator daca biomasa este aplicata pe teren. 11

Desi eliberarea nanomaterialelor de TiO₂ in mediul inconjurator a fost demonstrata calitativ, cuantificarea cantitatii eliberate este greu de determinat. Acelasi lucru este valabil si pentru expunerea umana, deoarece rata estimata de adsorbtie a diferitelor tipuri de nanoparticule variaza de la 0 la 8,5% in functie de tipul, dimensiunea si forma nanoparticulelor. Pentru ca este imposibil sa se determine toate sursele sau sa se masoare cantitatea de nanomateriale de TiO₂, emisiile sunt adesea modelate pentru a anticipa mai bine impactul nanomaterialelor de TiO₂ asupra mediului. Studiile de toxicitate reflecta in principal un risc din cauza nanoparticulelor de TiO₂ inhalate (ce poate duce la inflamatii sau chiar astm). De asemenea, titanul a fost corelat cu boala Crohn din cauza aportului gastro-intestinal si a fost clasificat ca fiind posibil cancerigen. Cu toate acestea, o evaluare a riscurilor nu a fost inca publicata si trebuie acordata atentie atunci cand se compara expunerea cu efectul. Nu s-au raportat numai modificari care au proprietati toxicologice divergente, dar, de asemenea, invelisul, marimea si forma modifica toxicitatea nanoparticulelor si doar un mic numar dintre acestea au fost testate. Odata ajunse in mediul inconjurator, chiar mai putin se stie despre modul in care nanomaterialele de TiO₂ afecteaza organismele, cu toate ca s-a aratat faptul ca nanotuburile de TiO₂ inhiba cresterea algelor si bioacumuleaza. Cu toate acestea, mai multe studii au aratat ca dioxidul de titan tinde sa fie mai putin periculos pentru organisme decat alte nanomateriale, cum ar fi nanotuburile de carbon multi-wall, nanoparticulele de oxid de ceriu si cele de oxid de zinc. Anterior, dimensiunea particulelor a fost general acceptata ca un factor major in toxicitate, particulele mai mici tinzand sa fie mai toxice. Desi, studii recente au aratat ca dimensiunea particulelor este doar un singur factor (chiar minor) ce influenteaza toxicitatea particulelor. Evaluarea riscurilor pentru anumite materiale este inca destul de dificila, deoarece studiile de nanotoxicologie au rareori suficiente informatii fiabile cu privire la caracteristicile fizico-chimice ale nanoparticulelor testate. O gama larga de alimente de culoare alba au fost selectate din supermarketuri. Unele alimente au fost etichetate ca avand un continut de TiO₂, iar altele nu au fost dar produsele erau de culoare alba sau contineau un invelis alb (spre exemplu glazura). Toate cele 89 de produse au fost asimilate si concentratia de Ti determinata. Saisprezece dintre produsele alimentare au fost asimilate in triplicat. Conformitatea dintre cele 3 exemplare a fost mai mic de 30%. Media martorului a fost de 0,579 µg de Ti. Crema de nuca de cocos a avut cea mai mare concentratie de Ti (3,59 μg / mg). Restul concentratiilor de Ti au depasit cinci ordine de marime, de la 0,00077 pana la 210 µg Ti/ mg produs. Unele alimente au avut concentratii de Ti sub limita de detectie. Cele mai mari 20 de concentratii de titan in alimente sunt prezentate in figura 5. 12

Fig.5. Prezinta expunerea simulata la

TiO₂ a populatiei din SUA, cu o medie de 1-2 mg

TiO₂/kg corp/zi pentru copiii sub 10 ani si aproximativ 0,2-0,7 mg TiO₂/kg corp/zi pentru ceilalti consumatori. [8]

Fig.6. Histograma expunerii medii zilnice la TiO₂ pentru populatia SUA. Barele de eroare reprezinta limitele superioare si inferioare

13

Grefele osoase Grefele osoase sunt folosite pentru repararea si reconstruirea oaselor bolnave din sold, genunchi, coloanal vertebrala si alte oase si articulatii. Grefarea oaselor este folosita pentru multe tipuri de proceduri ortopedice ce necesita oase pentru a se vindeca, spre exemplu pierderea osoasa cauzata de unele tipuri de fracturi sau chiar cancer. Principalele doua motive pentru a utiliza grefarea oaselor sunt de a stimula osul sa se vindece si asigurarea sprijinului scheletului prin completarea lacunelor intre doua oase. Un substituent al grefei osoase este folosit ca ,,fertilizator’’ pentru a stimula si accelera procesul de vindecare al oaselor. Pana in prezent, alternativa dominanta pentru grefare a fost folosirea grefelor osoase donate. Recoltarea tesuturilor din surse donatoare prezinta riscul transmiterii bolilor infectioase si provocarea raspunsurilor imunogene. De aceea, exista o nevoie tot mai mare de grefe osoase alternative. Au fost proiectati o multime de substituenti ai grefelor osoase, de la materiale naturale pana la cele sintetice. Indiferent de sursa lor, inlocuitorii sintetici ai oaselor ar trebui sa ofere, in mod ideal, atat suport fizic imediat cat si un mediu biocompatibil care sa sporeasca vascularizarea si sustinerea osteogenezei si biomineralizarii. In particular, structurile poroase interconectate sunt esentiale pentru penetrarea celulelor, cresterea celulelor, interactiunea celula-celula si vascularizare, si de asemenea, pentru a perminte schimbul suficient de nutrienti si deseuri. In asociere cu proprietatile osteoconductive, inlocuitorul osos ar trebui sa ofere, de asemenea, suport structural cu integritate mecanica. Dioxidul de titan este ales ca substituent de grefa osoasa deoarece acest material a fost dovedit ca indeplineste multe dintre aceste cerinte. TiO₂ s-a dovedit ca fiind biocompatibil, mareste regenerarea oaselor si are si un anumit grad de efect bacteriostatic. S-a realizat, de asemenea, un studiu al interconectivitatii pe cateva mostre de substituenti ai grefelor osoase comercializati, iar rezultatele au fost comparate cu substituentul de grefe osoase din TiO₂. Rezultatele studiului de interconectivitate sunt prezente in figura 7, care afiseaza interconectivitatea volumului porilor in functie de dimensiunea conexiunii. Toti substituentii de grefa osoasa au fost foarte bine interconectati prin deschideri de pana la 50 µm. Cu toate acestea, interconectivitatea substituentului de grefa osoasa din TiO₂ depaseste interconectivitatea oricarui alt subtituent, in special la dimensiuni minime de conectare mai mari de 75 µm. [9] 14

Fig.7.

15

Concluzii In concluzie, de la productia sa comerciala de la inceputul secolului al XX-lea, dioxidul de titan a fost folosit la scara larga ca pigment in creme de plaja, vopsele, pasta de dinti etc. In 1972, Fujishima si Honda au descoperit fenomenul de disociere fotocatalitica a apei pe un electrod de TiO₂ sub actiunea razelor UV. De atunci, s-au epus eforturi enorme pentru cercetarea dioxidului de titan, efort ce a condus la numeroase aplicatii promitatoare in domenii ce variaza de la celule fotovoltaice si fotocataliza pana la senzori. Noi proprietati fizice si chimice ies la iveala atunci cand dimensiunea materialului devine din ce in ce mai mica, dar si multe provocari grave legate de poluare si de mediul inconjurator. TiO₂ reprezinta de asemenea o speranta in ceea ce priveste criza energetica prin utilizarea eficienta a energiei solare captata de device-urile fotovoltaice. Cu toate acestea, dioxidul de titan sau E171 a fost clasificat de Agentia Internațională pentru Cercetare în Domeniul Cancerului ca posibil cancerigen pentru oameni [10]. Iar copiii sunt cel mai frecvent expusi din cauza faptului ca cea mai mare concetratie de TiO₂ este intalnita in dulciuri si guma de mestecat.

16

Bibliografie

[1]

A. Fujishima and K. Honda, “© 1972 Nature Publishing Group,” Nature, vol. 238, p. 37, 1972.

[2]

U. Diebold, “The surface science of titanium dioxide,” Surf. Sci. Rep., vol. 48, no. 5–8, pp. 53–229, 2003.

[3]

Wikipedia, “No Title.” [Online]. Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Dye-sensitized_solar_cell.

[4]

F. Pichot and B. A. Gregg, “The Photovoltage-Determining Mechanism in Dye-Sensitized Solar Cells,” J. Phys. Chem. B, vol. 104, no. 1, pp. 6–10, 2000.

[5]

X. Chen and S. S. Mao, “Titanium dioxide nanomaterials: Synthesis, properties, modifications and applications,” Chem. Rev., vol. 107, no. 7, pp. 2891–2959, 2007.

[6]

“Autocurăţarea şi dioxidul de titan - Scientia.ro.” [Online]. Available: http://www.scientia.ro/stiri-stiinta/stiri-tehnologie/4956-autocuratarea-sidioxidul-de-titan.html. [Accessed: 12-May-2018].

[7]

A. Fujishima and X. Zhang, “Titanium dioxide photocatalysis: present situation and future approaches,” Comptes Rendus Chim., vol. 9, no. 5–6, pp. 750–760, 2006.

[8]

A. Weir, P. Westerhoff, L. Fabricius, K. Hristovski, and N. von Goetz, “Titanium dioxide nanoparticles in food and personal care products.,” Environ. Sci. Technol., vol. 46, no. 4, pp. 2242–50, Feb. 2012.

[9]

R. Sabetrasekh, H. Tiainen, S. P. Lyngstadaas, J. Reseland, and H. Haugen, “A novel ultra-porous titanium dioxide ceramic with excellent biocompatibility,” J. Biomater. Appl., vol. 25, no. 6, pp. 559–580, 2011. 17

[10] “Dioxid de titan sau E171.” [Online]. Available: http://cesamancam.ro/e171-dioxid-de-titan.html. [Accessed: 12-May2018].

18