I ricercatori hanno trovato la formula giusta per miscelare un cemento che svolge la doppia funzione di materiale strutturale e un depuratore d'acqua fotocatalitico passivo con un mezzo di rifornimento integrato:è sufficiente carteggiare la superficie del materiale per rinfrescare la qualità fotocatalitica.

Hanno trovato questa ricetta usando alcuni esperimenti fisici di laboratorio molto precisi i cui dati sono stati poi notevolmente amplificati utilizzando un metodo computazionale chiamato combinatoria che ha testato migliaia di combinazioni di compositi di cemento e le loro qualità fotocatalitiche.

I risultati, affermano i ricercatori della C-Crete Technologies e della Rice University, indicano che gli ingredienti stessi sono più importanti della struttura molecolare del cemento o della dimensione delle particelle del fotocatalizzatore utilizzato. Questa ricerca offre non solo un'importante scoperta per il cemento, come la necessità di produrre calcestruzzo e il suo ingrediente principale, cemento, più rispettoso dell'ambiente è un obiettivo di molte ricerche in corso, ma la metodologia è promettente per lo sviluppo di altri prodotti rispettosi dell'ambiente, materiali multifunzionali.

I risultati potrebbero essere applicati nel cemento utilizzato in "carreggiate, baio, canali, parcheggi, ovunque l'acqua di lavaggio sulla superficie del calcestruzzo sia esposta al sole, "dice Rouzbeh Shahsavari, presidente di C-Crete Technologies, autore principale dell'articolo apparso online il 27 aprile sulla rivista Langmuir . "Dal momento che gli esperimenti sono in genere costosi, difficile e dispendioso in termini di tempo, la parte entusiasmante di questo lavoro è che ora possiamo analizzare risultati sperimentali limitati con il nostro nuovo approccio combinatorio e ottenere ancora intuizioni e correlazioni significative che sarebbero state ottenute convenzionalmente da centinaia o migliaia di esperimenti".

"A grandi linee, questo metodo può essere applicato non solo a cementi o applicazioni di purificazione dell'acqua, ma ad altre aree nella scoperta di materiali che devono affrontare dati sperimentali limitati e scarsi. Abbiamo sviluppato una piattaforma tecnologica che aiuta i team di sviluppo a ridurre i costi della loro ricerca e sviluppo e a creare materiali completamente nuovi con proprietà multifunzionali senza precedenti", afferma Shahsavari.

I ricercatori hanno utilizzato cinque tipi di cemento prontamente disponibili, nove tipi di biossido di titanio fotocatalizzatore e due inquinanti comuni:arancio metile, una sostanza cancerogena, e diossano, un possibile composto cancerogeno, entrambi comunemente presenti nell'acqua potabile. Dei cinque cementi, Cemento Portland Bianco, due tipi di cemento Portland a base di cenere vulcanica, e un cemento fotoattivo disponibile in commercio ha tutti dimostrato di avere la qualità fotocatalitica ricaricabile. Il cemento più comune, cemento Portland ordinario, no.

"Fondamentalmente, la modifica della composizione del cemento, compresa la sua belite e ferrite, farà molto per la fotocatalisi mentre le proprietà meccaniche rimangono sostanzialmente invariate. "dice Shahsavari.