Dwutlenek tytanu to nieorganiczny związek chemiczny o bardzo szerokim zastosowaniu. Znaleźć go można w składzie gum do żucia, ciastek, czekolady, cukierków czy past do zębów. Jednak najbardziej znany jest jako element preparatów przeciwsłonecznych. Zdania na temat szkodliwości dwutlenku tytanu są podzielone.
Dwutlenek tytanu – co to jest?
Dwutlenek tytanu (z łac. titanium dioxide), zwany też ditlenkiem tytanu, to nieorganiczny związek chemiczny będący tlenek tytanu na IV stopniu utlenienia, gdzie liczba utlenienia stanowi formalną wartość ładunku atomu w związku chemicznym. Jego wzór sumaryczny to TiO2. Według nomenklatury systematycznej Międzynarodowej Unii Chemii Czystej i Stosowanej (z ang. International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC) nazywany bywa tlenkiem tytanu (IV).
Dwutlenek tytanu to barwnik dopuszczony do użycia w Unii Europejskiej. W wykazie chemicznych dodatków do żywności nadano mu numer E171. Z kolei jego nazwa techniczna to biel tytanowa. Używany w produkcji pigmentów nosi nazwę Pigment White 6 lub CI 77891. Związek odkryty został w 1791 roku w Kornwalii przez Williama Gregora, a jego produkcja komercyjna rozpoczęła się od 1916 roku.
Dwutlenek tytanu – właściwości
Dwutlenek tytanu występuje naturalnie w 3 odmianach polimorficznych, czyli formach krystalicznych. Może mieć postać minerału – posiadające tetragonalną strukturę rutyl i anataz oraz rombową strukturę brukit.
Oto wybrane właściwości dwutlenku tytanu:
- nierozpuszczalny w wodzie,
- temperatura wrzenia – 2500℃,
- biały bezwonny proszek,
- temperatura topnienia – 1830℃,
- właściwości amfoteryczne,
- wydalany z organizmu wraz z moczem.
Dwutlenek tytanu w kosmetyce
Dwutlenek tytanu w kosmetyce jest powszechnie wykorzystywany jako składnik preparatów przeciwsłonecznych. Obok tlenku cynku jest jednym z najpopularniejszych mineralnych filtrów promieniowania ultrafioletowego. Ze względu na dużą stabilność fizyczno-chemiczną utrzymuje się na skórze przez długi czas.
Wykazuje zdolność do zagęszczania emulsji i rozjaśniania kosmetyków kolorowych. Często dodawany jest do pudrów, rozświetlaczy, lakierów do paznokci, cieni do powiek, kremów przeciwstarzeniowych i nawilżających, antyperspirantów. Dwutlenek tytanu znajduje się również w tabletkach, piankach do golenia, szamponach, płynach do kąpieli, mydłach. Podkreśla się jego właściwości hydrofilowe. Trwają także badania nad zastosowaniem nanocząstek ditlenku tytanu w terapii atopowego zapalenia skóry i trądziku młodzieńczego.
Związek ten uznawany jest za bezpieczny i nieulegający bioakumulacji w organizmie. Jednakże osoby o wrażliwej skórze mogą wykazywać objawy uczulenia na dwutlenek tytanu zawarty w kosmetykach. Pojawić się może u nich zaczerwienienie, świąd, obrzęk czy pieczenie skóry. Wówczas należy zrezygnować ze stosowania kosmetyków, które w swoim składzie posiadają dwutlenek tytanu.
Inne zastosowanie dwutlenku tytanu
Dwutlenek tytanu ma wiele różnych zastosowań. Wykorzystywany jest w przemyśle spożywczym przy produkcji m.in. dżemów, galaretek, wyrobów cukierniczych, owoców kandyzowanych, słodyczy, gum do żucia, lukru, lodów, serków topionych. Dwutlenek tytanu w pastach do zębów także nie należy do rzadkości. Sprawia, że zęby nabierają bielszego koloru i usuwa przebarwienia. Dodatkowo, ze względu na właściwości bakteriobójcze, używa się go w wypełnieniach protetycznych i do sterylizacji narzędzi chirurgicznych
Z dwutlenku tytanu korzysta się w produkcji tkanin, tuszów i farb drukarskich, papieru, porcelany, emalii, okładzin ściennych, wykładzin podłogowych, przewodów i kabli. W nowoczesnych technologiach stosowany jest do wytwarzania m.in. tanich ogniw słonecznych, wnętrz światłowodów, kondensatorów, fotoanod do fotorozkładu wody, powłok szkieł samoczyszczących i zapobiegających parowaniu, warstw do filtrów optycznych i interferencyjnych, filtrów antybakteryjnych, sensorów wilgoci. Używa się go także w produkcji cygar, gdyż nadaje popiołowi białą barwę.
Jak bezpieczne wybierać kosmetyki? Dowiesz się tego z filmu:
Czy dwutlenek tytanu jest szkodliwy?
Zdania na temat szkodliwości dwutlenku tytanu są podzielone. W opublikowanych na łamach czasopisma naukowego Scientific Reports badaniach poinformowano o możliwym działaniu rakotwórczym dwutlenku tytanu. Biel tytanowa okazała się szkodliwa dla poddanych eksperymentowi szczurów. Gryzoniom dodawano dwutlenek tytanu do wody pitnej. Po 100 dniach okazało się, że mają aż o 40% większe ryzyko wystąpienia rozrostów przedrakowych w obrębie układu pokarmowego. Badania te stały się podwaliną do analizowania możliwego szkodliwego wpływu ditlenku tytanu na organizm człowieka. Niemniej, eksperci z EFSA donoszą, że aktualnie dostępne dane toksykologiczne nie wskazują na negatywne skutki stosowania bieli tytanowej na ludzi.
Naukowcy z University of Texas w Austin zaobserwowali, że dwutlenek tytanu pochodzący z farmaceutyków, kosmetyków czy produktów spożywczych odkłada się w trzustkach, wywołując chroniczny stan zapalny tego narządu. Podkreślają, że może mieć to związek z rozwojem cukrzycy typu 2. Co gorsza, sądzą, że cieszący się dużą popularnością dwutlenek tytanu może stać się jednym z determinantów epidemii cukrzycy insulinoniezależnej. Wyniki tych badań opublikowano na łamach Chemical Research in Toxicology.
Bibliografia:
1. R. Hassa, J. Mrzigod, J. Nowakowski, Podręczny słownik chemiczny, Katowice 2004.
2. K. Kosmala, R. Szymańska, Nanocząstki tlenku TYTANU (IV). Otrzymywanie, właściwości i zastosowanie, „Kosmos. Problemy Nauk Biologicznych”, 2016, 65(2), s. 235–245.