Pevné alebo kvapalné častice rozprášené do plynného prostredia sú bežne známe ako aerosóly a sprevádzajú nás v mnohých oblastiach života. Používajú sa na dennej báze, často bez toho, aby o tom premýšľali. Spreje používané v rôznych odvetviach priemyslu, ale aj tie prírodné, sa však vyznačujú mnohými rôznymi vlastnosťami a z tohto dôvodu stojí za to dozvedieť sa o nich viac.
Čo sú aerosóly a ako vznikajú?
V súlade so schválenou definíciou je aerosól koloidný systém, v ktorom je plyn ako disperzné médium. Koloidné častice aerosólov môžu byť kvapalné (hmla) alebo tuhé (prach alebo výpary) častice. Hoci aerosól môže vyvolávať dojem rovnomerného oblaku, v skutočnosti predstavuje zmes rôznych molekúl s veľmi variabilnou úrovňou disperzie. Príklady tohto typu látok zahŕňajú minerálne prachy, sadze, aerosóly morskej soli a smog, ktorý je bežný najmä vo veľkých mestách. Treba si uvedomiť, že aerosóly sa nielen vo veľkom využívajú v rôznych odvetviach priemyslu, ale sú zodpovedné aj za výskyt dôležitých atmosférických javov s celým radom funkcií v životnom prostredí.
Aerosóly a ich vplyv na životné prostredie
Atmosférické aerosóly zahŕňajú všetky typy kvapiek a prachu suspendovaných vo vzduchu. Atmosférické aerosóly možno definovať ako kvapalné alebo pevné častice s priemerom do 10 mikrometrov (1 mikrometer = 0,001 mm), ktoré neklesajú na povrch dlhší čas, ale vznášajú sa v mase vzduchu. Aerosóly vytvorené z kryštálov morskej soli tvoria len jeden druh takejto zmesi. Medzi ďalšie atmosférické aerosóly patria:
- výfukové plyny z komínov alebo výfukových systémov;
- peľ produkovaný kvetmi a kvetmi;
- prachové častice suspendované vo vzduchu.
Už mnoho rokov sa v prírode pozoruje aerosólový efekt, čo znamená, že oblaky prachu a kvapôčok vznášané vo vzduchu do určitej miery vyrovnávajú vplyv oxidu uhličitého na globálne otepľovanie. Aerosóly sú zároveň nevyhnutné na výrobu oblakov, čím priamo ovplyvňujú klímu našej planéty. Čím väčší je objem aerosólov suspendovaných vo vzduchu, tým väčšie a hustejšie sú oblaky, ktoré sa môžu tvoriť v atmosfére. Výskum ukázal, že oblaky plynov, výfukových plynov, dymu a smogu, ktoré vyžarujú priemyselné oblasti, prispievajú k tvorbe ťažkých konvekčných oblakov. Tento typ štruktúr je vďaka svojej špecifickosti a schopnosti akumulovať paru zodpovedný za lokálne intenzívne zrážky, ktoré často vedú k lokálnym záplavám.
Aplikácia aerosólov v každodennom živote
Aerosóly, okrem toho, že majú hlboký vplyv na životné prostredie, sú tiež široko používané v našom každodennom živote. Ich fyzikálne a chemické vlastnosti sú bežne využívané v priemysle, kde takéto zmesi tvoria dôležitú zložku mnohých produktov určených na mnohé aplikácie.
Výroba liekov
Aerosóly slanej vody sa vo veľkom používajú pri výrobe produktov na nádchu a bolesti hrdla. Analgetiká, dezinfekčné prostriedky, inhalačné formulácie a mnohé ďalšie lieky sú dostupné aj vo forme spreja. Výhodou použitia aerosólu je presnosť a pohodlie dávkovania liečiva.
Domáce chemikálie
Ďalšou oblasťou použitia aerosólov je výroba chemikálií pre domácnosť, ako sú čistiace, leštiace a dezinfekčné prostriedky . Rozprašovač je tiež jednou z najčastejšie zvolených metód na podávanie produktov na osvieženie vzduchu.
Kozmetika
Pri pomyslení na aerosóly si väčšina z nás určite predstaví flakón parfému alebo sprejový dezodorant. Prirodzene, keďže ide o najbežnejšie aplikácie aerosólov v kozmetickom priemysle, ale nielen. Posledné mesiace ukázali, aké pohodlné a bezpečné je používať dezinfekčné prostriedky na ruky vo forme priehľadnej hmly.
Automobilový a hydraulický priemysel
Aerosóly sa používajú aj v automobilovom priemysle, napríklad na výrobu čistiacich prostriedkov, odmrazovačov čelných skiel a špeciálnych odstraňovačov hrdze. V tejto podobe sa ponúka aj veľa autokozmetiky. Na druhej strane sa spreje používajú v hydraulike ako spôsob mazania inštalovaných komponentov. Netreba zabúdať ani na také striekané produkty, ako sú farby, laky a montážne peny, ktoré sa tiež vyrábajú na báze aerosólov.
Aerosól s mnohými aplikáciami
Pri výrobe každého z vyššie uvedených prípravkov je potrebný aerosól s príslušnými vlastnosťami. Niektoré sú však vďaka svojim vlastnostiam veľmi univerzálne, čo im umožňuje použitie v mnohých odvetviach. Jedným takým príkladom je dimetyléter , tiež známy ako DME. Je to organická chemická zlúčenina klasifikovaná ako éter vo forme bezfarebného plynu. DME má charakteristický zápach a mierne sa rozpúšťa vo vode. Vyrába sa dehydratáciou metanolu napríklad syntézou z palív alebo biomasy. Ako rozpúšťadlo sa často používa dimetyléter v skvapalnenej forme, ktorý sa dá ľahko odstrániť odparením. DME je možné použiť aj ako samostatné palivo v dieselových motoroch a plynových turbínach. Na druhej strane, v prípade dvoj- alebo štvortaktných motorov musí byť dimetyléter obohatený o 70%zmes LPG. Asi do roku 2030 sa DME stane široko používaným biopalivom – jeho aplikáciu zvažuje Európska únia. Okrem toho sa dimetyléter už používa na výrobu:
- chemikálie pre domácnosť;
- montážna pena;
- sprejové laky a farby;
- polystyrénové peny.
To z neho robí jeden z najpopulárnejších hnacích plynov a rozpúšťadiel používaných v modernom priemysle.
Aké sú výhody aerosólov?
Aerosóly sú v priemysle všadeprítomné nielen vďaka svojim fyzikálnym a chemickým vlastnostiam, ale aj ich pohodlnosti a presnej aplikácii. Ďalšou výhodou použitia hermetického balenia je aj predĺžená trvanlivosť výrobku. Mnohé nádoby tohto typu je možné recyklovať. Vzhľadom na takú širokú škálu výhod nie je popularita sprejových produktov žiadnym prekvapením.
- Encyklopedia techniki. Chemia, Władysław Gajewski (red.), wyd. 2, Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1966, s. 9, 244
- Seinfeld J, Pandis S (1998). Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change (2nd ed.). Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons. p. 97
- https://projekty.ncn.gov.pl/opisy/431079-pl.pdf