È stato dimostrato da numerose ricerche che la fotocatalisi è in grado di uccidere un’ampia gamma di organismi, tra cui batteri Gram-negativi e Gram-positivi, comprese le endospore, funghi, alghe, protozoi e virus, nonché di inattivare i prioni e distruggere le tossine microbiche.
Durante il processo fotocatalitico promosso dalle radiazioni UV, si sviluppano dei radicali di ossigeno e delle molecole d’ossigeno monoatomiche e triatomiche che si fanno promotrici dell’azione antibatterica, portando inizialmente alla fuoriuscita del contenuto cellulare, poi alla lisi cellulare ed eventualmente dalla completa mineralizzazione dell’organismo.
La fotocatalisi, per meglio dire quindi, non solo uccide le cellule dei batteri, ma le decompone perché il meccanismo di uccisione agisce degradando la parete cellulare e la membrana citoplasmatica.
L’uccisione è più efficiente quando c’è uno stretto contatto tra gli organismi e il catalizzatore usato per la fotocatalisi è il biossido di titanio.
Il biossido di titanio è più efficace di qualsiasi altro agente antibatterico, perché la reazione fotocatalitica avviene anche quando ci sono cellule che coprono la superficie e la moltiplicazione dei batteri è attiva, attivandosi sulla superficie ed aggirando il biofilm creato dai batteri. Risulta efficace dove i sanificanti chimici tradizionali risultano meno performanti. Inoltre, l’endotossina derivante dalla morte della cellula viene decomposta per merito dell’azione fotocatalitica.
Tra i catalizzatori, quindi, il biossido di titanio è particolarmente indicato perché non si degrada e mostra un effetto antibatterico e virucida a lungo termine. In linea generale, la disinfezione mediante biossido di titanio è 3 volte più efficace di quella che si ottiene con il cloro, e 1.5 volte dell’ozono.
La capacità di sanificazione dell’aria per riduzione della carica batterica ha portato allo sviluppo di diversi prodotti commerciali.
Tra i principali applicazioni troviamo quelle relative alla sanificazione di superfici, che vengono applicati in spray o in forma liquida, e i filtri per la purificazione dell’aria.
L’utilizzo nella filtrazione aria, cresciuto in modo significativo con la pandemia, risulta particolarmente efficace e perché permette di conseguire più risultati con un’unica soluzione:
- Riduzione della carica batterica (virus, batteri, muffe, pollini etc)
- Abbattimento sostanziale dell’inquinamento, in quanto effettivo nei confronti dei composti organici volatili (categoria nella quale rientrano la maggior parte degli inquinanti presenti nell’aria);
- Maggiore durata dei filtri che, per effetto della fotocatalisi, risultano autopulenti.
Per approfondimenti, si segnala Photocatalytic disinfection using titanium dioxide: spectrum and mechanism of antimicrobial activity (National Library of Medicine) e Ossidazione Fotocatalitica del TiO2.
