Titanyum Dioksit nedir? Özellikleri, kullanım alanları ve riskleri

Titanyum dioksit (TiO₂), titanyum elementinin oksijenle birleşmesiyle oluşan beyaz renkli, yanmaz, tatsız ve kokusuz bir tozdur. Yer kabuğunda en çok bulunan dokuzuncu element olan titanyum, doğada oksijenle tepkimeye girerek bu bileşiği oluşturur. Gıda ürünlerinde E171 koduyla tanınan titanyum dioksit, özellikle gıda boyası olarak yaygın bir şekilde kullanılır.

Titanyum dioksit, Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı (IARC) tarafından Grup 2B kategorisine alınmıştır. Bu kategori, bileşiğin insanda kanser yapıcı olabileceğini ancak bu konuda kesin bir kanıt bulunmadığını ifade eder.

Keşfi ve Tarihçesi

Titanyum dioksit ilk kez 1791 yılında İngiliz mineralog William Gregor tarafından İngiltere’nin Cornwall bölgesindeki siyah kumlarda keşfedilmiştir. Daha sonra, 1795 yılında Macar kimyager M.H. Klaproth tarafından izole edilip Yunan mitolojisindeki Titanlardan esinlenerek "titanyum" ismi verilmiştir.

Titanyum Dioksit Nanoparçacıkları

En az bir boyutu (genişlik, uzunluk ya da yükseklik) 1-100 nanometre arasında olan titanyum dioksit parçacıklarına titanyum dioksit nanoparçacıkları denir. Nanoparçacıklar, büyük parçacıklara kıyasla daha fazla yüzey alanına sahiptir ve bu nedenle kimyasal tepkimelere daha kolay girer. Bu özellikleri, onları teknoloji, sağlık ve endüstriyel uygulamalarda değerli kılar.

Nano Boyut ve Özellikleri

• İnsan saç telinin genişliği: ~80.000-100.000 nanometre.
• Titanyum dioksit nanoparçacıkları: 1-100 nanometre.
• Daha küçük parçacıklar, daha yüksek reaktivite ve geçirgenlik sağlar.

Kullanım Alanları

Endüstriyel Kullanımlar

• Boya ve Pigment: Beyaz rengi ve opak yapısıyla boyalarda, mürekkeplerde, plastiklerde ve kağıt üretiminde kullanılır.
• Kozmetik: UV ışınlarını yansıtma özelliği sayesinde güneş koruyucu kremlerde ve makyaj ürünlerinde bulunur.
• İnşaat ve Havacılık: Kaplama malzemesi ve dayanıklılık sağlayan bileşik olarak tercih edilir.

Sağlık ve Tıp

• Ortopedik ve Diş İmplantları: Yüksek aşınma direnci sayesinde yapay eklem, plaka, vida ve diş tellerinde kullanılır.
• İlaç Taşıma Sistemleri: Kanser tedavisinde, kemoterapi ilaçlarının hedef hücrelere taşınmasında kullanılır.

Gıda Endüstrisi

• Ambalaj Malzemeleri: Gıdayı koruyucu ve akıllı ambalaj sistemlerinde yer alır.
• Gıda Boyası: Beyaz renk sağlamak için şekerleme, sakız, süt ürünleri, dondurma ve soslarda kullanılır.

Olası Zararlar

Genotoksik Etkiler

Titanyum dioksit nanoparçacıklarının DNA’ya zarar verip vermediği konusundaki veriler sınırlıdır. Bazı çalışmalar, oksidatif stres yoluyla hücresel hasara neden olabileceğini öne sürmektedir. Ancak bu konuda henüz kesin bir sonuca ulaşılamamıştır.

Maruz Kalma Yolları

• Solunum: Fabrika işçileri üzerinde yapılan çalışmalar, maruziyetin astım ve akciğer sorunlarıyla ilişkili olabileceğini göstermiştir.
• Deri Teması: Nanoparçacıkların deriye nüfuz ederek dokularda hasar oluşturabileceği düşünülmektedir.
• Sindirim: Gıda tüketimi yoluyla alınan titanyum dioksit, sindirim sistemi, karaciğer ve diğer organlarda birikim yapabilir.

Oksidatif Stres

Oksidatif stres, vücuttaki serbest radikallerin dengesizliğine yol açarak DNA ve hücre yapılarına zarar verir. Titanyum dioksit nanoparçacıklarının bu süreci hızlandırabileceği düşünülmektedir.

Gıda Güvenliği ve Yasal Durum

Avrupa Birliği

2021 yılında yapılan bir değerlendirme sonucunda Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA), titanyum dioksitin genotoksik etkilerinden dolayı gıda katkı maddesi olarak güvenli kabul edilemeyeceğine karar vermiştir. 2022 itibarıyla Avrupa Birliği’nde kullanımı yasaklanmıştır.

Amerika Birleşik Devletleri

FDA, titanyum dioksitin belirli limitler dahilinde güvenli olduğunu belirtmektedir. Ancak bu görüş, Avrupa Birliği’nin yaklaşımından farklıdır.

Türkiye

Ülkemizde titanyum dioksit kullanımıyla ilgili mevcut bir düzenleme ya da yasak bulunmamaktadır. Konuyla ilgili yeni açıklamalar beklenmektedir.

Sonuç ve Değerlendirme

Titanyum dioksit, geniş kullanım alanlarına sahip olmasına rağmen insan sağlığı üzerindeki potansiyel riskleri nedeniyle tartışılmaktadır. Özellikle nanoparçacıklarının toksik etkileri ve genotoksik riskleri daha fazla araştırma gerektiren bir alandır. Gıda endüstrisindeki kullanımı, bilimsel görüş farklılıkları nedeniyle ülkeden ülkeye değişmektedir. Avrupa Birliği, önlem olarak kullanımını yasaklarken, Amerika Birleşik Devletleri sınırlı kullanımın güvenli olduğunu savunmaktadır.

Titanyum Dioksit Sözlüğü

E171: Gıda katkı maddesi olarak titanyum dioksit.

Grup 2B: İnsanlarda kanser yapıcı olma ihtimali olan maddeler kategorisi.

Nanoparçacık: Boyutları 1-100 nanometre arasında olan materyaller.

Oksidatif Stres: Serbest radikallerin neden olduğu hücresel zarar.

Genotoksisite: DNA hasarına neden olma potansiyeli.

Pigment: Renk sağlayan kimyasal bileşik.

Opaklık: Işık geçirmezlik özelliği.

Biyomedikal Uygulama: Sağlık sektöründe kullanılan teknolojiler.

UV Yansıması: Ultraviyole ışınlarını yansıtma özelliği.

Gıda Güvenliği: Gıda maddelerinin sağlık açısından uygunluğu.