Materiali fotocatalitici e superidrofilici per applicazioni self-cleaning

Questo elaborato di tesi si propone di discutere, mediante la ricerca e l’analisi della letteratura scientifica, le superfici autopulenti, o self-cleaning, che sfruttano le proprietà fotocatalitiche e superidrofiliche di opportuni materiali semiconduttori. Queste proprietà si manifestano quando semiconduttori, come il biossido di titanio o l’ossido di zinco, vengono esposti a radiazioni elettromagnetiche di lunghezza d’onda opportuna (generalmente UV), generano specie radicaliche dell’ossigeno altamente reattive. Nella tecnologia oggetto di questo elaborato di tesi, le caratteristiche fotocatalitiche del materiale consentono di degradare le specie contaminanti, spesso costituite da sostanze organiche, quali idrocarburi, presenti sulla sua superficie. Grazie a queste è quindi possibile abbattere i costi di manutenzione delle superfici trattate, quali, ad esempio, le vetrate di edifici o i pannelli fotovoltaici. In aggiunta, le proprietà idrofiliche/superidrofiliche dei materiali suddetti comportano la formazione di un layer continuo d’acqua, fornito anche da agenti esterni come la pioggia, che è in grado di ricoprire in modo uniforme la superficie e scorrere su di essa, aiutando la rimozione della sporcizia e facilitando la successiva asciugatura. L’obiettivo di questo elaborato di tesi è, in una prima fase, di discutere i meccanismi che conferiscono alla superficie di un materiale le proprietà fotocatalitiche e superidrofiliche responsabili delle sue caratteristiche self-cleaning e, successivamente, l’analisi di tre metodi sintetici utilizzati per la produzione di sistemi autopulenti, di particolare interesse per le loro applicazioni in ambito outdoor, comparandone i vantaggi e gli svantaggi.