کاربردهای نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید

نانو تیتانیوم دی اکسید چیست؟

دی اکسید تیتانیوم از خانواده مواد معدنی بوده که ساختاری بلوری دارد و آن را از زمین استخراج می‌کنند. این ماده پس از استخراج، تحت عملیات تصفیه و پالایش برای استفاده در محصولات مختلف آماده می‌شود. حلال دی اکسید تیتانیوم نیز آب است.

رنگدانه‌های این ماده بسیار سفید و شفاف است و در چندین حالت تولید می‌شود. گرید های تیتانیوم دی اکسید به‌صورت زیر است:

• روتایل
• بروکیت
• دی اکسید تیتانیوم آناتاز

به ذرات خیلی ریز دی اکسید تیتانیوم با قطر کمتر از ۱۰۰ نانومتر، نانو تیتانیوم دی اکسید می‌گویند. ساختار کریستالی آن روتیل است.

تمام خواص تیتانیوم دی اکسید در نانو ذرات آن وجود دارد. ذرات نانو واکنش‌پذیرتر هستند. به‌همین جهت کاربردهای بیشتری دارند. سنتز نانو ذرات اکسید تیتانیوم نیز به چندین روش از جمله میکرواختلاط و هیدروترمال انجام می‌شود.

خواص نانو تیتانیوم دی ‌اکسید

تیتانیوم دی اکسید خواص مهمی دارد که آن را تبدیل به یک ماده پرکاربرد کرده است. ازجمله‌ اینکه:

• غیرسمی و آب‌دوست
• مقرون‌به‌صرفه‌
• دارای ثبات شیمیایی
• دارای خواص آنتی‌باکتریایی
• نیمه‌رسانا

کاربرد نانو تیتانیوم دی اکسید

نانو ذرات تیتانیوم هم در صنعت و هم در تولید مواد غذایی کاربرد دارد. در ادامه کاربرد نانو ذرات تیتانیوم در این ۲ دسته را بررسی می‌کنیم.

کاربرد نانو ذرات تیتانیوم در صنایع غذایی

تولیدکننده‌های مواد غذایی برای اینکه جذابیت خوراکی‌ها را زیاد کنند، باید موادی را به‌کار ببرند که خوراکی‌ها را خوش‌رنگ‌تر کند.

تیتانیوم دی‌اکسید علاوه‌بر اینکه ذرات درخشانی دارد و باعث خوش‌رنگ شدن مواد غذایی می‌شود، کم‌ضرر است. به‌همین جهت کاربرد نانو ذرات تیتانیوم در تولید مواد غذایی زیاد است. برخی از معروف‌ترین موادی که در تولید آن از این ماده استفاده شده انواع سس، شیرینی و کنسرو است.

برخی از مواد غذایی ازجمله میوه‌ها با گذشت زمان گاز اتین تولید می‌کنند. این گاز باعث پلاسیدگی میوه‌ها می‌شود. برای اینکه از این اتفاق جلوگیری کنند از تیتان برای بسته‌بندی این محصولات استفاده می‌کنند.

به‌منظور جلوگیری از عوارض این ماده در دستگاه گوارش نیز آن را مواد دیگری ترکیب می‌کنند.

کاربرد نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید در صنعت

کاربرد نانو ذرات تیتانیوم به تولید مواد غذایی ختم نمی‌شود. این ماده در صنایع مختلف کاربرد دارد که در ادامه به آن می‌پردازیم.

تولید چسب‌های پلاستیکی

این ماده ویژگی‌هایی دارد که می‌تواند به‌خوبی از پلاستیک محافظت کند. استفاده از آن به‌عنوان محافظ، احتمال ترک‌خوردن پلاستیک را پایین می‌آورد و مقاومت آن را نسبت به خورشید افزایش می‌دهد. این ویژگی‌ها باعث شده که این ماده در تولید چسب‌های پلاستیک مورد استفاده قرار گیرد.

تولید محصولات بهداشتی

تیتانیوم دی اکسید یک ماده ضروری در تولید محصولات بهداشتی به‌شمار نمی‌رود. اما در برخی از محصولات مثل خمیردندان و صابون از این ماده برای تغییر رنگ استفاده می‌کنند.

در حوزه محصولات بهداشتی می‌توان گفت این ماده در محصولاتی کاربرد دارد که رنگ آن نقش قابل‌توجهی در کیفیت آن محصول ایفا می‌کند.

تولید محصولات آرایشی

یکی دیگر از موارد که می‌توان به‌عنوان کاربرد نانو ذرات تیتانیوم درنظر گرفت، استفاده از آن برای تولید محصولات آرایشی است.

از این ماده به‌عنوان رنگدانه یا پوشاننده در لوازم آرایشی استفاده می‌کنند. نانو ذرات تیتانیوم به‌علت پوشانندگی بالایی که دارد می‌تواند از جذب اشعه خورشید توسط پوست جلوگیری کند.

در کرم‌ها تیتانیوم اکسید برای پوشانندگی و تنوع رنگ به‌کار می‌رود. به‌خصوص در کرم‌های ضدآفتاب وجود این ماده ضروری است.

محافظت از سطوح

تیتانیوم دی اکسید از عبور نورهای فرابنفش جلوگیری می‌کند. ازاین‌جهت برای اینکه مانع از آسیب نور UV به سطوح مختلف شوند، از این ماده به‌عنوان پوشش‌دهنده استفاده می‌کنند.

لوله‌های پلاستیکی و لوله‌های مورد استفاده در واحدهای صنعتی از جمله سطوحی هستند که در آن‌ها از تیتانیوم دی اکسید استفاده می‌شود.

ساخت کفپوش

وقتی صحبت از کاربرد نانو ذرات تیتانیوم باشد، ساخت کفپوش یکی از مواردی است که باید به آن اشاره کرد. باتوجه به اینکه مقاومت این ماده در برابر خراش و سایش زیاد است از آن در ساخت کفپوش استفاده می‌شود.

تیتانیوم دی اکسید باعث درخشندگی و استحکام بیشتر کفپوش‌ها می‌شود. همچنین به‌علت اینکه به‌صورت یک لایه سبک روی کفپوش‌ها کشیده می‌شود، وزن نهایی این محصول را کاهش می‌دهد.

تولید لباس‌های بیمارستانی

از این ماده در تولید لباس‌های بیمارستانی و لباس‌های ضدباکتریایی به‌علت داشتن خاصیت Anti UV استفاده می‌شود.

دستگاه تهویه هوا

تیتانیوم دی اکسید می‌تواند به حذف آلاینده‌های آّب‌وهوایی کمک کند. به‌همین جهت در ساخت تجهیزات تهویه هوای مکان‌هایی مثل تونل و کارخانه‌ها کاربرد دارد.

ساخت شیشه‌های ضد بخار

در شیشه‌های معمولی بخار آب، سطح آن را مات می‌کند. اما اگر از ذرات دی اکسید تیتانیوم به‌عنوان پوشش این شیشه‌ها استفاده شود، این مشکل رفع می‌شود.

دی اکسید تیتانیوم آب‌دوست است. به‌همین جهت هنگام تابش نور خورشید یک سطح نازک و یکنواخت از آب روی سطح شیشه به‌وجود می‌آید و مانع از مات‌شدن آن می‌شود. درحال‌حاضر آینه‌های جانبی بعضی از خودرو‌ها به این سیستم مجهز است.

قیمت نانو پودر دی اکسید تیتانیوم

قیمت نانو پودر دی اکسید تیتانیوم باتوجه به دلار تعیین می‌شود. بنابراین قیمت مشخصی نمی‌توان برای آن ارائه کرد. اما به‌طور کلی باید گفت این محصول مقرون‌به‌صرفه بوده و قیمت مناسبی دارد. باتوجه به نوسانات قیمت دلار بسیاری از افراد اقدام به خرید عمده مواد اولیه صنعتی می‌کنند.

مضرات دی اکسید تیتانیوم

برخی از افراد این ماده را سمی می‌دانند. در حالی که برخی دیگر معتقدند چون میزان استفاده از آن در مواد غذایی کم است، عوارض ندارد.

بلعیدن مقدار زیاد این ماده می‌تواند عوارض زیر را داشته باشد:

• واکنش‌های آلرژیک
• واکنش‌های التهابی
• ابتلا به بیماری‌های مزمن
• ایجاد تداخل در عملکرد برخی اعضای بدن

جمع‌بندی

نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم، یک ماده بسیار ارزشمند و پرکاربرد درصنایع مختلف است. ذرات این ماده بسیار شفاف و درخشنده بوده و خاصیت پوشانندگی بالایی دارد.

در صنایع غذایی از این ماده برای خوش‌رنگ کردن خوراکی‌ها استفاده می‌شود. همچنین در بسته‌بندی برخی از مواد غذایی مثل میوه‌ها برای جلوگیری از پلاسیدگی به‌کار می‌رود.

کاربرد نانو ذرات تیتانیوم در صنایع دیگر نیز مثل تولید محصولات آرایشی و بهداشتی، ساخت کفپوش، محافظت از سطوح، دستگاه تهویه هوا، تولید چسب‌های پلاستیکی، ساخت شیشه‌های ضدبخار و تولید لباس‌های بیمارستانی بسیار قابل ملاحظه است.