안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
이산화티타늄 광촉매 유리가 스스로 오염 물질을 분해하는 것은 햇빛과 물을 이용한 화학 반응 덕분입니다. 고층 빌딩 유리에 코팅된 이산화티타늄은 평소에는 안정적인 상태를 유지하다가 태양광에 포함된 자외선을 받으면 활성화됩니다. 이때 이산화티타늄 내부에서 전자들이 에너지를 얻어 튕겨 나가면서, 전자가 빠져나간 자리에는 플러스 전하를 띤 정공이 생기고 튕겨 나간 전자는 마이너스 전하를 띠게 됩니다.
정공은 공기 중의 수분과 반응하여 산화력이 매우 강한 수산화 라디칼을 만들어내고, 전자는 산소와 반응하여 슈퍼옥사이드 음이온을 형성합니다. 이 두 물질은 유리 표면에 달라붙은 자동차 매연, 미세먼지, 기름때 같은 유기 오염 물질을 강력하게 공격하여 인체에 무해한 물과 이산화탄소로 분해해 공기 중으로 날려 보냅니다.
동시에 광촉매는 유리의 성질을 물을 극도로 좋아하는 초친수성 상태로 변화시킵니다. 일반 유리는 물방울이 맺혀 굴러떨어지면서 물때를 남기지만, 광촉매 유리는 물이 방울지지 않고 얇은 막처럼 넓게 펴집니다. 이 때문에 비가 오면 물이 유리 표면과 느슨해진 오염 물질 사이로 쉽게 파고들어 때를 통째로 들어 올리며 씻어내게 됩니다. 결국 낮 동안 햇빛으로 오염물을 분해하고 비가 올 때 이를 말끔히 씻어내는 자연스러운 과정을 통해 빌딩 유리가 깨끗하게 유지됩니다.