안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
이산화티타늄 표면의 셀프 클리닝은 자외선을 받아 강력한 산화력을 가진 라디칼을 생성하는 광촉매 반응과 표면의 성질을 바꾸는 초친수성 효과가 함께 작용하는 원리입니다.
이산화티타늄은 띠간격이 존재하는 반도체 물질로 에너지가 높은 자외선을 받으면, 원자가 띠에 있던 전자가 에너지를 얻어 전도 띠로 전이됩니다. 이때 음전하를 띤 전자와 전자가 빠져나간 빈자리인 양전하의 양공이 한 쌍으로 형성됩니다. 형성된 전자와 양공은 표면의 공기 및 수분과 반응하여 유기물을 파괴하는 라디칼을 만들어 정공은 표면에 흡착된 물 분자나 수산화 이온으로부터 전자를 빼앗아 반응성이 높은 하이드록실 라디칼을 형성합니다. 전도 띠로 옮겨간 전자는 공기 중의 산소 분자와 결합하여 슈퍼옥사이드 라디칼을 형성합니다.
생성된 라디칼은 락스나 오존보다 더 강력한 산화력을 지녀 유리 표면에 붙은 매연, 기름때, 세균, 먼지 같은 유기 오염물질을 공격하여 파괴하고, 최종적으로 무해한 이산화탄소와 물로 산화시켜 기체 상태로 날려 보냅니다.
자외선을 받으면 이산화티타늄 표면의 산소 결합 일부가 떨어져 나가면서 물을 끌어당기는 초친수성 상태로 변합니다. 물방울이 동그랗게 맺히지 않고 유리 표면에 얇은 수막 형태로 넓게 펴지기 때문에, 비가 올 때 광촉매 반응으로 분해되어 있던 오염 물질이 물결을 타고 유동적으로 씻겨 내려가게 됩니다.