تیتان یا دی اکسید تیتانیوم یک ماده معدنی است متشکل از تیتانیوم و اکسیژن به شکل پودر سفید رنگ است. تیتان در تعدادی اشکال کریستالی وجود دارد که مهمترین آنان عبارتند از آناتاز و روتیل. تیتان رنگ سفید روشنی دارد و از این خاصیت در صنایع مختلف استفاده می شود.
تیتان خالص در طبیعت یافت نمی شود بلکه از سنگ معدن ایلمنیت به دست می آید. این سنگ‌ها مواد خام اصلی مورد استفاده در تولید رنگدانه دی اکسید تیتانیوم هستند. اولین مرحله تصفیه سنگ معدن است. ممکن است فرآیند سولفات که از اسید سولفوریک به عنوان عامل استخراج استفاده می کند یا از فرآیند کلرید که از کلر استفاده می کند جهت استخراج استفاده شود. پس از خالص سازی، پودرها ممکن است تحت درمان (پوشش) قرار گیرند تا عملکرد آنها به عنوان رنگدانه افزایش یابد.
فهرست مطالب
برنامه های کاربردی تیتان
تیتان در حسگرها و الکتروکاتالیزورها مورد استفاده قرار می گیرد و تا حد زیادی پرکاربردترین استفاده آن به عنوان رنگدانه به دلیل خواص نوری آن است. مهمترین عملکرد دی اکسید تیتانیوم به عنوان رنگدانه برای ایجاد سفیدی و شفافیت برای محصولاتی مانند رنگ و پوشش (شامل لعاب)، پلاستیک، کاغذ، جوهر، الیاف و مواد غذایی و آرایشی است.
تیتان پرکاربردترین رنگدانه سفید است و ضریب شکست بسیار بالایی دارد که فقط الماس از آن پیشی می گیرد. با ضریب شکست بالا سطوح نسبتاً کم رنگدانه تیتان برای دستیابی به یک پوشش مات سفید در محصولات مختلف مورد نیاز است.
رنگ سفید روشن دی اکسید تیتانیوم آن را به یک مات کننده موثر برای رنگدانه ها تبدیل می کند. این ماده به عنوان مات کننده در لعاب های شیشه و چینی، لوازم آرایشی، ضد آفتاب، کاغذ و رنگ بکار می رود. یکی از مزایای عمده این ماده برای کاربرد در معرض نور UV است. تیتان رنگ روشن و مات دارد.
فوتوکاتالیز
تیتان به عنوان یک حساس کننده نور برای سلول های فتوولتائیک عمل می کند و هنگامی که به عنوان پوشش الکترود در سلول های فوتوالکترولیز استفاده می شود، می تواند کارایی تقسیم الکترولیتی آب به هیدروژن و اکسیژن را افزایش دهد.
سنسورهای اکسیژن
در محیط های کاهشی ملایم تیتان تمایل به از دست دادن اکسیژن دارد. در این شکل ماده به یک نیمه هادی تبدیل می شود و مقاومت الکتریکی ماده را می توان با محتوای اکسیژن جوی که در معرض آن قرار می گیرد، مرتبط کرد. از این رو می توان از دی اکسید تیتانیوم برای حس کردن مقدار اکسیژن (یا گونه های کاهش دهنده) موجود در جو استفاده کرد.
پوشش های ضد میکروبی
فعالیت فوتوکاتالیستی تیتان منجر به پوشش های نازکی از مواد می شود که در معرض اشعه ماوراء بنفش خواص خود تمیز کنندگی و ضد عفونی کنندگی را نشان می دهند. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که این ماده برای کاربردهایی مانند دستگاه‌های پزشکی، سطوح آماده سازی غذا، فیلترهای تهویه مطبوع و سطوح لوازم بهداشتی مناسب باشد.
تیتان در مواد غذایی
دی اکسید تیتانیوم یک افزودنی است که بطور معمول در بسیاری از مواد غذایی، محصولات مراقبت شخصی و مصرفی وجود دارد. گاهی اوقات به عنوان سفید کننده و گاهی به عنوان یک عامل آنتی کیک (برای جلوگیری از کلوخه شدن محصول) استفاده می شود. دی اکسید تیتانیوم همچنین به برخی از محصولات بافت می دهد و همچنین می توان از آن به عنوان عامل سایش استفاده کرد، همانطور که در برخی از خمیردندان ها یافت می شود. دی اکسید تیتانیوم بیشتر در آب نبات ها، شیرینی ها و آدامس ها یافت می شود. این ترکیب در برخی از شکلات ها استفاده می شود تا بافتی صاف به آن بدهد و در دونات ها برای ایجاد رنگ و بافت استفاده می شود.
نکاتی در رابطه با ایمنی تیتان
اگرچه اطلاعات زیادی در مورد خطرات مرتبط با مصرف دی اکسید تیتانیوم در دسترس نیست، اما به طور کلی توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده به عنوان ایمن (GRAS) شناخته شده است. تحقیقات انجام شده توسط دانشگاه ایالتی آریزونا محصولات متعددی را که به راحتی در دسترس هستند از نظر وجود دی اکسید تیتانیوم، از جمله دونات پودری، آدامس، فراستینگ، پودینگ وانیلی و تکه های شکلات مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند.
سمیت روی نانوذرات در دی اکسید تیتانیوم عمدتاً بر خطرات مرتبط با استنشاق متمرکز هستند و نه مصرف آن به صورت خوراکی و در این بین کودکان به دلیل رژیم غذایی خاص بیش از بزرگسالان در معرض دی اکسید تیتانیوم قرار دارند. رژیم غذایی آنها بیشتر از آب نبات، شیرینی و آدامس تشکیل شده است که آنها را در معرض سطوح بالاتری تیتان قرار می دهد. تیتان رنگ سفید، مات و براقی دارد و در این محصولات استفاده می شود.