Jimmy's things idea blog

何かを創りたいと考えている人のブログ

UVC+TiO2=光触媒の「コロナ・イレーザー」の製作

コロナウイルスの感染メカニズムが少しずつ分かってきたので、私達は注意をしつつ動けるようになりましたが油断は禁物、感染リスクは何も変わってないです。

当面、コロナを意識しながら生活する事に成りそうですね。
そこで、家庭内の感染源を断つ「コロナ・イレーザー」製作を考えました。
要するに、”コロナ・ウイルスの消去”を目指した装置です。

そんな矢先に、上の階から水漏れが発生しました。

慌てて階段を駆け上がり、チャイムを鳴らして、ドアを叩くも無応答、外出?
管理組合に駆け込むも、「連絡がとれない、合鍵も有りません」
発生から45分後、「何とかしなきゃ」と
自ら水漏れ宅の水道元栓を閉じて、20分後に漏れは止まりました。
ビル管理会社が到着し対応に当たったのは、発生から2時間後でした。
もし、自分で水道元栓を止めなかったら、どうなっていたことか・・(##);

水漏れの原因水漏れの原因は、(Fusion360,Photoshopで再現)
上の階のトイレ・タンクから水が溢れ続き
床から建物のスラブを貫通させている排水パイプの
貫通部分のコンクリートから浸透して
我が家の屋根(天井)に達したと言うこと

その後、何処からも全く報告なし、フォロー無しか(--);


集合住宅は色々有ります・・・

「コロナ・イレーザー」製作に戻ると (^.^)
仕組みとしては、222nmの近紫外線(UVC:280nm未満)ランプと、アナターゼ酸化チタン(TiO2)との組み合わせで発現する光触媒作用を利用します。

TiO2 の光触媒作用は、UVC紫外光吸収により生成した励起電子と正孔が結晶表面で、O2 と H2O と相互作用して活性酸素種である O2(スーパーオキサイトイオン)やOH(ヒトロキシラシカル)をつくり、この活性酸素種が細菌やウイルスのたんぱく質分子構造を破壊し完全に死滅させます。

重要なこだわりは・・
1)紫外線ランプは、240nm以下のUVCであること(波長が短く高パワー)
2)酸化チタンは、アナターゼ型が光励起キャリア寿命が長い(研究あり)

紫外線発光なら何でもOKではないし酸化チタンなら何でもOKでも有りません。
ネットで見かける紫外線LEDの製品は、UVA (400-315 nm))〜UVB(315-280nm)波長で、パワーもmWレベルと極小、効果は疑問

TiO2今回、製作するのは、
UVCランプの紫外線光222nmを
酸化チタン(TiO2)に照射させる仕組みです。
紫外線光をTiO2面に直接あてて光触媒反応をさせ
発現する活性酸素種が周りに排出できる様にします。

ダイソー店舗で構造を思い付くままに
幾つか材料を買ってきました。

TiO2これが、酸化チタン(TiO2)
ご覧のように真っ白な粉で、着色力にすぐれた白色顔料である事から、おしろい、メーキャップ化粧品の材料として使われています。(結晶が安定しているルチル型)

今回は光触媒効果を優先し、アナターゼ型を選定
この 45mm x 60mm の小袋で 、
内容量は、9.75g (使うのは2-3g)です。

光触媒栽培での園芸用でも入手できますがルチル型TiO2である事が多く、ネットで少量だけアナターゼ型TiO2を名指しで見つけるのは難しいかも知れません。

TiO2最初に、TiO2を付着させる面を作ります。

今回は、食器用クッションを利用してみます
カッターで必要なサイズに切断します

具体的には、円形ケース(針金)の
内径に合わせて長さと高さを調整します。


TiO2
こんな感じで使います。

TiO2をクッションの内面に付着させて、
紫外線ランプを中に入れて点灯すれば
紫外線光をTiO2に照射できます。



TiO2次に、クッションに酸化チタンを付着させます、
ペイントなどに混ぜて塗る方法は、
酸化チタンに膜ができてしまいNGです。

使った方法は、スプレー糊を内面に
ベタベタが乾燥してしまう前に・・・



酸化チタンを舞い上がらせて付着させる方法
TiO2
クッションとTiO2を入れた密閉ケースに
空気入れのノズルを差し込んで
圧縮した空気を一気に吹き込むと・・

酸化チタンを舞い上がります(ふふふ)
まんべんなく塗布するアイデアです。


その結果は・・・
TiO2
こんな感じに、
綺麗に酸化チタンが
内面に付着出来ました。

これで、ダイレクトに紫外線光が照射できます。



効果検証をします
evidence
細菌培養シャーレーを用意しました
これに、カビ菌を入れて
片方だけ、「コロナ・イレーザー」を
朝と晩15分間1日2回点灯させます。

カビの増殖が止められるかを検証します。
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