Sanayileşmenin artması insanlara yeni olanaklar sunduğu kadar, yeni sorunların ortaya çıkmasına da sebep olmaktadır. Bu sorunların en büyüklerinden birisi çevresel sorunlardır. Çevresel sorunların doğal sonucu olarak bozulan ekoloji, insanların ve diğer canlıların yaşamını tehdit etmektedir. Bu sorunları çözebilmek için çevreye dost ürünler üretilmekte ve geliştirilmektedir. Çevresel kirlenme, bakteri, virüs gibi insan sağlığını olumsuz etkileyen yapıların çoğalmasına neden olmaktadır. Bu nedenle hem hava kirliliğini azaltmak hem de bakteri, virüs ve zehirli organiklerin bozulmasını sağlayan kendi kendini temizleyen çevreye dost fotokatalitik sistemler geliştirilmiştir.

Fotokatalitik sistemleri anlayabilmek için fotokataliz olayına değinmek gerekir. Fotokataliz, fotoreaksiyonun bir katalist varlığında hızlandırılmasıdır. Bu olaydan yola çıkarak fotokatalitik sistemler geliştirilmiştir. Fotokatalitik reaksiyonlar bir ışık kaynağından gelen fotonların enerjisini soğurarak gerçekleştirilirler. Fotokatalizörün yüzeyinde gerçekleşen mekanizma, fotosentez mekanizmasına benzetilebilir. Çünkü klorofil, üzerine düşen güneş ışınlarını absorblayarak, su ve karbon dioksiti oksijen ve glikoza dönüştürür. Fotokatalizör ise absorbladığı güneş ışınları etkisi ile yüzeyinde kuvvetli yükseltgen türleri olan radikalleri (oksit, peroksit ve hidroksil radikalleri) oluşturarak, zararlı organik moleküllerin parçalanarak, su ve karbon dioksit gibi zararsız türlerin oluşmasını sağlar. Birçok fotokatalizör olmasına rağmen çoğu fotokataliz uygulamasında TiO₂ katalizör olarak kullanılmaktadır.

Titanyum dioksit (TiO₂) kristalleri doğada amorf, brookit, anataz ve rutil olmak üzere dört formda bulunur. Bunlardan rutil ve anataz fazları fotokatalizör olarak kullanılmaktadır. Titanyum dioksitin yarı iletken olması, kimyasal ve biyolojik olarak inert olması gibi özellikleri fotokatalizör olarak kullanılmasını sağlamaktadır.

Titanyum dioksit fotokatalizörünün kullanıldığı pek çok alan bulunmaktadır. Bunlara bakacak olursak;

Kumaşlara, duvarlara, camlara titanyum dioksit nano kristallerinin eklenmesiyle birlikte kendi kendini temizleme becerisi kazandırılmış olunur. Yüksek yapılardaki camların temizlenmesinde titanyum dioksitin bu özelliği çok işlevseldir. Titanyum dioksit fotokatalizörü bakterilerin yok edilebilmesinde kullanılabilmektedir. Bu özelliğinden dolayı bakteri ve mikroplardan kendi kendini temizleme özelliğine sahip “antibakteriyel yüzeyler” hazırlana bilmektedir.  Evsel ve fabrika atık sularında bulunan zararlı organik bileşiklerin sulardan uzaklaştırılmasında kullanılabilmektedir. Titanyum dioksitin hava temizleyici etkisi bulunmaktadır. Atmosferde bulunan kloroflorokarbon (CFC), sera gazları gibi zararlı gazları güneş ışını ile, zararsız türlere dönüştürür. Bunlardan farklı olarak titanyum dioksitin sayamadığımız birçok kullanım alanı bulunmaktadır.

Hazırlayan: Sinem Şirin