酸化チタンとは何ですか？

酸化チタンの結晶構造

酸化チタンは、結晶として存在しています。その結晶構造には、いくつかの種類があります。

• アナターゼ型（アナテース型）
• ルチル型
• ブルッカイト型

聞きなれない用語だと思いますが、宝石の名前に詳しい方であれば、ご存じのことでしょう。

これらの中で、光触媒として利用されるものは、アナターゼ型です。弊社で言う「酸化チタン」はすべてアナターゼ型です。

酸化チタンの性質

アナターゼ酸化チタン（以下、酸化チタン）は、光触媒としての性質があります。光触媒は、光が当たることで抗菌や消臭といった効果を発揮します。

光と言っても、酸化チタンが効果を発揮する光の種類は、紫外線です。紫外線が当たることでのみ効果を発揮します。

なぜ紫外線でないと効果が出ないのかと言いますと、酸化チタンのバンドギャップと言われる障壁のためです。酸化チタンは、金属が酸化したものなので電気は通しません。電気抵抗の値としては、半導体に分類されます。

なので、可視光のような弱いエネルギーの光が当たっても電子が飛び出さないので、効果が出ません。それに対して、紫外線のような強いエネルギーの光が当たると電子が飛び出します。

酸化チタンによる抗菌や消臭のメカニズム

酸化チタンから飛び出した電子は、空気中の酸素にくっつくと、酸素がマイナスの電荷を帯、スーパーオキシドと言われる活性酸素になります。スーパーオキシドと空気中の水が反応し、過酸化水素になります。

過酸化水素は空気中ではすぐに分裂して、OHラジカルになります。また、電子が飛び出した場所は、正孔と言ってプラスの電荷を持った孔ができますが、その孔が水から電子を奪って、OHラジカルになります。

OHラジカルは、強い酸化力を持った活性酸素です。OHラジカルが細菌類に触れると、細菌類の表面の粘膜や突起、細胞壁などを酸化分解します。その効果によって、細菌類の活動や繁殖を抑え、死滅させます。

また、OHラジカルは匂い成分に触れると、匂い成分を酸化分解し、最終的に水や二酸化炭素といった無臭の成分、もしくは匂いの弱い成分に分解されます。

酸化チタンは、紫外線が当たると電子が飛び出すだけですし、酸化チタンはすでに酸化しているので、OHラジカルによって分解されることはありません。つまり、紫外線が当たり続ける限り、抗菌や消臭を半永久的に続けてくれます。

酸化チタンの弱点

酸化チタンを使って抗菌や消臭をしたい場合には、紫外線を照射しないといけません。ところが、抗菌や消臭を考える場所と言えば室内です。室内で紫外線がある場所と言えば、紫外線ランプを照射しているところか、直射日光が射し込む部屋くらいのものです。蛍光灯やLED照明からは紫外線がほとんど出ません。

そういったことで、夜や北側の部屋では、紫外線がほとんどありませんから、酸化チタンを室内に利用しても効果はほとんど期待できません。

光触媒を使って、室内を抗菌や消臭したい場合は、酸化チタンではなく、可視光でも効果を発揮する可視光応答型光触媒を利用することが大切ですす。

可視光応答型光触媒にもいろいろな種類がありますが、弊社では銅ドープ酸化チタンをおすすめしています。

酸化チタンは外壁の防汚用として最適

酸化チタンは、直射日光が当たる外壁の防汚用として最適です。

外壁に酸化チタンを使うと、親水性の効果によって、外壁の汚れを防止してくれます。

外壁に光触媒コーティングをすると、付着した汚れを分解します。雨が降ってくると、その汚れを浮かせて落としてくれます。