Fig.5 光觸媒涂布后的親水性試驗比較圖

當(dāng)薄膜表面有水吸附時，水分子中的氧原子會填補氧的空缺，進(jìn)而產(chǎn)生OH基，由于薄膜表面OH基的增加，因而增進(jìn)二氧化鈦薄膜表面的親水性，所以可以藉由直接沖水的方式，將油污沖洗掉。另一種是進(jìn)行污染物光分解的反應(yīng)機制，有機污垢附著于TiO2薄膜上，經(jīng)過適當(dāng)光源照射，會使有機污垢氧化分解。親水性表面的特性，使TiO2有許多應(yīng)用的價值。通常親水性的強弱是用水滴在表面的接觸角(Contact Angle)來定量，接觸角越小，代表親水性越強(見Fig.5)。在適當(dāng)?shù)墓庠凑丈浜螅琓iO2表面水滴的接觸角會逐漸從原先的40~60度趨近于10 度以下，因而會使原本凝聚的水滴攤開形成薄膜。與一般超親水性材料不同的是，TiO2薄膜經(jīng)紫外光照射后，表面不但會親水也會親油(有機溶劑)，呈現(xiàn)親油水雙性(Amphiphilic)。一顆水滴在表面的接觸角會趨近零度，稱為親水性表面(Hydrophilic);另一方面，一顆油滴在表面的接觸角也會趨近零度，稱為親油性表面(Oleophilic)。此種現(xiàn)象經(jīng)研究觀察，TiO2的表面之所以具有雙重的親油和親水性，是在表面上會形成像西洋棋盤式的區(qū)塊(Domain)，每一區(qū)塊大小約為100 nm的長方形，親油和親水的區(qū)塊交錯排列。親水的區(qū)塊如上所述是氧空缺的位置(見Fig.6)，吸附的水分子而形成，而親油的區(qū)塊，則是的原本未照射前，就是非親水性(即親油性)區(qū)塊所組成。

Fig.6 反應(yīng)機制

根據(jù)前述說明，針對LED照明產(chǎn)品品質(zhì)良莠不齊現(xiàn)象，與納米新材料科技技術(shù)作結(jié)合，不論在LED燈板的制作工序、有機玻璃透鏡的光學(xué)效率以及燈具外觀上的涂層，均有很大的應(yīng)用空間。使用含納米TiO2的絕緣劑，可確保LED燈板及電子電路控制板等產(chǎn)品，應(yīng)用在戶外時不再受潮濕影響造成誤動作及損壞。該納米材料更可取代現(xiàn)有的絕緣膠，改善LED燈板的散熱問題，降低LED因散熱不良而造成的光衰，并延長了LED本身的壽命。而將TiO2光觸媒液涂布在有機玻璃透鏡上，不僅改善光輸出率、光分布及光束角等光學(xué)特性，還可達(dá)到自潔易潔的效果，使透鏡表面的潔凈度不影響LED光輸出。由于LED燈具小，強調(diào)它的長效及免維護(hù)功能，其燈具的外觀保潔更應(yīng)考慮周詳;利用TiO2光觸媒材料的超親水性，使燈具的外殼不易受空氣污染及臟垢附著，可藉由大自然雨水沖刷的力量將燈具外殼清洗干凈，永保燈具外觀的清新亮麗。相信未來還有多的納米新材料可以應(yīng)用在LED照明產(chǎn)品上，使LED照明產(chǎn)品真的達(dá)到燈源壽命長，減少維護(hù)次數(shù)降低維護(hù)成本，成為節(jié)能的綠色環(huán)保照明產(chǎn)品。