V hlavnej téme októbrového čísla časopisu Quark si pripomíname storočie od objavu fotokatalytických vlastností oxidu titaničitého. Ich relatívne moderné využitie predstavuje čistenie cirkulujúceho vzduchu vnútorných priestorov budov.
Čistenie fotokatalýzou
Náš predchádzajúci článok o oxide titaničitom (pozri Quark 12/2020) hovoril o tých jeho aplikáciách, s ktorými sa stretávame v bežnom živote takmer na každom kroku. Všetky mali jedno spoločné, týkali sa výlučne využitia jeho dvoch syntetických polymorfných modifikácií anatasu a rutilu v podobe bieleho pigmentu. Z významných vlastností týchto látok boli zámerne vynechané ich fotokatalytické vlastnosti, ktoré s problematikou pigmentov môžu, ale aj nemusia súvisieť.
Katalyzátor je zväčša pevná látka, ktorá výrazne urýchľuje chemickú reakciu bez toho, aby sa sama pri tejto reakcii spotrebúvala. Toto zrýchlenie je často také veľké, že bez použitia katalyzátora príslušná reakcia takmer vôbec neprebieha.
Na rozdiel od katalyzátora, fotokatalyzátor urýchľuje reakciu iba vtedy, keď je reakčná zmes spolu s katalyzátorom osvetľovaná nejakým typom žiarenia. Môže to byť napríklad žiarenie vo viditeľnej oblasti svetla alebo ultrafialové (UV) žiarenie. V oboch prípadoch medzi katalyzátorom a zdrojom žiarenia nemôže byť neprekonateľná prekážka, čo v prípade UV žiarenia môže byť napríklad aj obyčajné priehľadné sklo. Najvýznamnejšou fotokatalytickou reakciou oxidu titaničitého je oxidácia.
K syntetickému oxidu titaničitému vedú tri hlavné kroky. Prvým je ťažba hornín obsahujúcich ilmenit (FeTiO3), prípadne rutil alebo anatas. Druhým je separácia týchto minerálov v podobe koncentrátu a tretím krokom je jeho chemické spracovanie (bližšie je spomenuté v Quarku 12/2020). Je to teda podobné ako v prípade iných látok vyrábaných z primárnych anorganických surovín. Podobné sú aj niektoré negatívne dôsledky tejto výroby s tým rozdielom, že hlavné zdrojové minerály patria na stupnici zdravotnej rizikovosti k úplne posledným.
Oxid titaničitý patrí k nemnohým látkam, ktoré svoju výrobu môžu kompenzovať celkom zaujímavým príspevkom k zlepšeniu životného prostredia. Prelomovým krokom v histórii skúmania tejto látky totiž nebol ani tak objav jej katalytických vlastností v roku 1921, ako skôr zistenie, že ich možno využiť pri rozklade niektorých polutantov a zároveň pri ničení rôznych mikroorganizmov. (Prvé sa datuje do roku 1976, druhé do roku 1985.) Odvtedy postupne začalo rásť aj praktické využívanie tejto fotokatalýzy v oblasti ochrany životného prostredia a to pokračuje až doteraz. Jej podstatou je oxidácia organických látok.
Neomylní superpomocníci
Superpočítače sa nemýlia, len my, ľudia, sme omylní. O superpočítačoch, plánoch Slovenska, ale nielen o nich sme sa rozprávali s Lukášom Demovičom, riaditeľom Centra spoločných činností SAV v Bratislave.
Celebrity v ríši húb
Hríby patria medzi celebrity v ríši húb. Sú najpopulárnejšie, najzbieranejšie a najobľúbenejšie. V našej prírode sa vyskytuje asi 40 druhov a len malá časť sa zbiera a konzumuje.
Úsporné vzdúvadlo
Rieky od úplného začiatku civilizácií plnia nenahraditeľnú funkciu prirodzených ciest na presun ľudí, tovaru a materiálu. V histórii zohrali rieky a umelé vodné kanály kľúčovú úlohu.
Spoločenské žraloky, Na pomoc neurovede, Svetielkujúce osie hniezda, Lampy morám škodia, Ako rozoznať trpaslíky, Vtáčí vynálezcovia, Pojedanie svetov, Páví pterosaurus, Pes ako dojča, Nezdravé potraviny, Hovoriace zvieratá, Vetrolamy v elektrárňach, to je výber ďalších tém, ktoré nájdete v rubrike Magazín. Samozrejme aj v októbrovom čísle Quarku sa môžete otestovať a precvičiť si mozgové bunky na zaujímavých úlohách.
Výber článkov v októbrovom čísle časopisu Quark
Korene pozemského života
Vedný odbor astrobiológia hľadajúci mimozemský život vo vesmíre sa rozvíja dvomi smermi. Jedným je skúmanie telies a prostredia vo vesmíre, druhým pátranie stopách dávneho života na Zemi.
Koľko rokov je večnosť?
Pokroky v medicíne a rozširujúce sa poznatky o tom, čo je nášmu organizmu prospešné a čo nie, umožňujú dramaticky predlžovať priemerný vek moderného človeka. Donekonečna to však asi nepôjde.
Exoplanéta ľahšia než Venuša
Tím astronómov objavil v obývateľnej zóne hviezdy L 98-59 niekoľko pozoruhodných exoplanét. Jedna z nich je zrejme pokrytá oceánom, iná má polovičnú hmotnosť ako Venuša a je tak najľahším telesom, aké bolo dosiaľ zaznamenané metódou meraní radiálnych rýchlostí.
Pozor na sekundárne otravy jedlými hubami
V letnom období sa objavilo v nemocniciach viacero prípadov otráv jedlými hubami. Ukázalo sa, že išlo o sekundárne pravé otravy hubami.
Mesto veží aj vedy
Praha je unikátne miesto na križovatke stáročí, ktoré sa môže pýšiť bohatou históriou vedy a techniky. Pred 110 rokmi začal Albert Einstein na pražskej Nemeckej univerzite tvoriť svoju všeobecnú teóriu relativity.
Nebezpečné retiazky
Streptokoky patria k relatívne bežným baktériám. Niektoré sú celkom neškodné, iné dokážu spôsobiť zápal, ale bývajú aj príčinou veľmi vážnych ochorení. Čo vlastne sú a čo všetko dokážu zaviniť?
Na začiatku bola brzda
Výťah je zo súčasného pohľadu všedné zariadenie, ktoré však od polovice 19. storočia umožnilo výškovú výstavbu a na nepoznanie zmenilo architektúru moderných miest.
Stanica pre 21. storočie
Železničná stanica je špecifický priestor. Brno, druhé najväčšie mesto u našich susedov z Česka, rieši prestavbu svojho železničného uzla už viac ako osemdesiatpäť rokov.
Prestavba rastlinnej bunkovej steny
Najvýznamnejším rozdielom medzi živočíšnou a rastlinnou alebo fungálnou bunkou je prítomnosť či neprítomnosť bunkovej steny bohatej na polysacharidy.
Mechanická húsenica
Húsenica na gumičku je jednoduchá, no veľmi efektná hračka, ktorá vyžaduje trochu trpezlivosti hlavne pri skladaní chvosta. Skrývajú sa v nej zákon zachovania energie, aj zákon zotrvačnosti.
Presnejšie ako odtlačok prsta
Možno sa čudujete, že v súčasnosti stačí na vašu identifikáciu na webe väčšinou iba zaškrtnúť políčko Nie som robot. To by predsa zvládol každý automat. No skrýva sa za tým oveľa viac.
Mobilný detektor
Má každý z nás pri sebe niečo, čo denne využíva a pritom nevie, že to môže slúžiť ako vedecký prístroj? Ukazuje sa, že áno.
Pátranie po zdrojoch
Vo vesmíre sa odohráva množstvo prírodných procesov, ktoré majú za následok emisiu gama žiarenia dosahujúceho energiu 100 kiloelektrónvoltov a vyššiu. Zemská atmosféra nás jednak chráni pred týmto vysokoenergetickým žiarením, no na druhej strane nám bráni v jeho priamom detegovaní na povrchu Zeme.
Tisícročné magnetické správy
Premenlivosť geomagnetického poľa je jedným z menej známych faktorov, ktoré môžu ovplyvňovať klímu na našej planéte. Údaje o dobových prírodných vplyvoch sa využívajú v paleoantropológii aj archeológii.
Nové vydanie časopisu Quark si môžete kúpiť v novinových stánkoch od 1. októbra 2021, prečítať na webovej stránke časopisu alebo vyzdvihnúť priamo vo vašej schránke.