“光觸媒”是日本開發(fā)的純?nèi)毡井a(chǎn)基礎(chǔ)技術(shù)。只要受到紫外線的照射，從細(xì)菌到大氣中的有害物質(zhì)就都能夠分解。其應(yīng)用范圍已經(jīng)拓展到了環(huán)境凈化領(lǐng)域，如生產(chǎn)出了免污墻壁和免污玻璃等。

　　“請(qǐng)比較一下。與普通玻璃相比，光觸媒玻璃顯然非常干凈”。

　　2003年3月，在峻工不久的位于東京汐留地區(qū)的松下電工東京總公司大樓前，該公司新業(yè)務(wù)推進(jìn)部的涂料業(yè)務(wù)推進(jìn)部門部長(zhǎng)高濱孝一非常得意地指著玻璃窗向記者介紹。的確，從成排的玻璃窗來(lái)看，留有前一天大雨痕跡的玻璃和幾乎沒有污點(diǎn)的玻璃形成了鮮明對(duì)比。

　　實(shí)際上，這一大樓的部分窗戶采用了經(jīng)光觸媒加工的玻璃。這種玻璃受到陽(yáng)光照射后，就開始分解污垢，下雨時(shí)，雨水會(huì)將分解的污垢沖洗干凈。總之，這是一種即使不用清洗也不會(huì)臟的優(yōu)點(diǎn)玻璃。

　　其優(yōu)點(diǎn)得益于光觸媒的兩大特性的組合運(yùn)用。首先，如果向使用氧化鈦進(jìn)行表面加工的材料照射紫外線，就會(huì)發(fā)生“氧化分解”反應(yīng)，將附著在表面的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系物分解為水和二氧化碳。而且，當(dāng)大量的水附著于表面時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)親水效果：不會(huì)凝聚成水滴、而是薄薄地?cái)U(kuò)散開。通過(guò)這兩種現(xiàn)象，玻璃的污垢會(huì)被清洗得一干二凈。

　　光觸媒的這種“自我保潔效果”非常有效，所以近幾年高層建筑物在裝修中相繼采用了這一技術(shù)。2002年9月開業(yè)的東京“丸之內(nèi)大樓”就采用了經(jīng)光觸媒加工的外墻瓷磚。除保潔外，這種瓷磚還可以分解大氣中的有害物質(zhì)--NOx(氮氧化物），其效果相當(dāng)于200顆楊樹。

純?nèi)毡井a(chǎn)基礎(chǔ)技術(shù)倍受矚目

　　光觸媒是在日本誕生的基礎(chǔ)技術(shù)。

　　光觸媒于1967年被發(fā)現(xiàn)。當(dāng)時(shí)還是研究生的東京大學(xué)藤島昭教授在一次試驗(yàn)中對(duì)放入水中的氧化鈦單結(jié)晶進(jìn)行了光線照射，結(jié)果發(fā)現(xiàn)水被分解成了氧和氫。這一效果作為“本多·藤島效果”而聞名于世，該名稱組合了藤島教授和當(dāng)時(shí)他的指導(dǎo)教師----東京工藝大學(xué)校長(zhǎng)本多健一的名字。由于是借助光的力量促進(jìn)氧化分解反應(yīng)，因此后來(lái)將這一現(xiàn)象中的氧化鈦稱作光觸媒。

　　一開始，這一技術(shù)作為從水中提取氫的劃時(shí)代方法受到了矚目，但由于很難在短時(shí)間內(nèi)提取大量的氫氣，因此在轟動(dòng)一時(shí)后迅速降溫。但20多年后，這一氧化分解效果再次受到關(guān)注。在東京大學(xué)的藤島研究室開始了將氧化分解效果應(yīng)用于除臭方面，九十年代開始與東陶（TOTO）聯(lián)手展開研究。此后，作為平衡菌落瓷磚，東陶推出了光觸媒型產(chǎn)品。

　　光觸媒產(chǎn)品在投入使用之前走過(guò)了曲折的道路。

　　這是因?yàn)樵诠庥|媒的反應(yīng)中存在“如果照射不到光線就無(wú)法產(chǎn)生效果的致命弱點(diǎn)”（東陶綜合研究所材料技術(shù)研究部部長(zhǎng)佐伯義光）。為克服這一弱點(diǎn)，技術(shù)人員反復(fù)試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，加入原本就有殺菌作用的銅及銀后，即使在光線昏暗的場(chǎng)所也可以保持同樣效果。

　　而且，在這一研究中還發(fā)現(xiàn)了水在氧化鈦的表面薄薄擴(kuò)散的親水性能，并且發(fā)現(xiàn)只要加入硅就可以保持親水效果。通過(guò)反復(fù)研究，這一技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，連較初的發(fā)現(xiàn)人--藤島教授本人也說(shuō)“根本沒想到應(yīng)用范圍會(huì)如此廣泛”。

納米級(jí)別的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈

　　在開發(fā)應(yīng)用光觸媒反應(yīng)的產(chǎn)品時(shí)，如何縮小氧化鈦薄膜的厚度并做涂層處理是其中的一大難題。這一薄膜越厚，催化劑的效果就越高，但如果厚度越薄，越接近于透明，產(chǎn)品的外觀評(píng)價(jià)就會(huì)越高，兩者互相矛盾。

　　成功開發(fā)丸之內(nèi)大樓采用的光觸媒瓷磚的東陶佐伯部長(zhǎng)回顧開發(fā)過(guò)程時(shí)說(shuō)，“要想同時(shí)實(shí)現(xiàn)美觀和防污效果，就必須開發(fā)無(wú)色透明的薄膜涂層技術(shù)”。在瓷磚上形成薄膜時(shí)，向表面涂布包含透明的釉和氧化鈦的液體原料。東陶開發(fā)的技術(shù)是：在大約800度的高溫中燒制瓷磚，并覆蓋厚度200納米（1納米為10億分之1米）的高硬度氧化鈦膜。

　　與松下電工聯(lián)手開發(fā)光觸媒玻璃的日本板硝子對(duì)向液體原料加入樹脂的配合比率、氧化鈦膜鍍?cè)诓Ａ蠒r(shí)的溫度以及時(shí)機(jī)等細(xì)節(jié)上展開了研發(fā)。在此基礎(chǔ)上，為了均勻涂布一定量的液體原料，改進(jìn)了機(jī)械的噴嘴部分，成功地形成了厚100納米的薄膜。

　　該公司玻璃技術(shù)部功能商品技術(shù)部門負(fù)責(zé)人田中齊介說(shuō)：“同時(shí)實(shí)現(xiàn)美觀和耐久性能非常困難，但總算開發(fā)出了預(yù)期效果的產(chǎn)品”。

　　東陶率先投產(chǎn)了光觸媒瓷磚，此后在將這一技術(shù)應(yīng)用于玻璃中時(shí)采用了更為嚴(yán)格的條件。該公司的目標(biāo)是，通過(guò)玻璃表面的氧化鈦膜防止光的折射。佐伯部長(zhǎng)說(shuō)：“要想在不損害耐久性能及原有效果的同時(shí)，防止光的折射及反射，就必須將膜厚控制在20納米以下，并實(shí)現(xiàn)均勻涂布”。

　　因此，該公司使用5？10納米的細(xì)微氧化鈦粒子開發(fā)出了通過(guò)滾軸狀的材料將膜粘帖在玻璃上的薄膜形成法。由此，不僅實(shí)現(xiàn)了膜厚目標(biāo)，而且耐久性能也提高了一倍。佐伯部長(zhǎng)表示，“要想進(jìn)一步提高耐久性能，就必須制作進(jìn)一步提高氧化鈦粒子密度的薄膜。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們將進(jìn)一步開發(fā)納米級(jí)別的涂層技術(shù)”。

　　目前，這些瓷磚及玻璃的價(jià)格要比普通產(chǎn)品高出2成左右。雖然也有人認(rèn)為“如果考慮墻壁及窗戶的保潔成本，5年左右就可以補(bǔ)回差價(jià)”（日本板硝子的部門負(fù)責(zé)人田中），但是由于尚未完全證實(shí)與價(jià)格相當(dāng)?shù)男阅埽虼烁鞴镜目蛻舨⒉幌笙胂竦媚敲炊唷?

　　但是，眾多建材業(yè)界的相關(guān)人士認(rèn)為，“今后市場(chǎng)肯定會(huì)因效果明顯的自我保潔用途而不斷擴(kuò)大”。

　　據(jù)東陶介紹，目前光觸媒相關(guān)產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)300億日元（約合金額20億元），正以年均20%的速度增長(zhǎng)。該公司的光觸媒相關(guān)產(chǎn)品的年銷售額為100億日元，但計(jì)劃“到2005年增長(zhǎng)1倍，達(dá)到200億日元”（佐伯部長(zhǎng)）。

當(dāng)務(wù)之急是制定性能指標(biāo)

　　關(guān)于光觸媒，較近人們對(duì)“可視光應(yīng)答型光觸媒”表現(xiàn)出了濃厚的興趣。這種光觸媒在室內(nèi)微弱的紫外線下也能發(fā)生反應(yīng)。

　　可視光應(yīng)答型光觸媒是在原有的氧化鈦中采取了促進(jìn)紫外線吸收的表面處理等措施，即使在室內(nèi)光線下也可以進(jìn)行反應(yīng)。從2001年開始，已有多家制造商開始投入使用，有的甚至應(yīng)用在了內(nèi)部裝修材料中。這些產(chǎn)品不僅可凈化室內(nèi)空氣，還可清理導(dǎo)致出現(xiàn)辦公室癥候群的有害物質(zhì)-—甲醛。

　　不過(guò)，關(guān)于可視光應(yīng)答型催化劑，也有人認(rèn)為其反應(yīng)水準(zhǔn)尚未達(dá)到實(shí)用水平。松下電工的高濱部長(zhǎng)表示，“如果不進(jìn)一步提高性能，就很難信心十足地向客戶推薦”。東陶也持相同看法，目前正在推進(jìn)通過(guò)組合氧化鈦與在表面鑿有1？10納米的細(xì)微洞孔的陶瓷來(lái)提高吸收有害物質(zhì)的研究。佐伯部長(zhǎng)充滿信心地說(shuō)，“希望在3年內(nèi)投入使用”。

　　如上所述，在現(xiàn)階段，圍繞光觸媒效果的分歧并不少見。由于沒有一個(gè)統(tǒng)一的驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)，因此“有的甚至堂而皇之地說(shuō)在無(wú)光線的場(chǎng)所中使用的產(chǎn)品也具有光觸媒效果”（某制造商的技術(shù)人員）。雖然以日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省為中心的部門正在制定統(tǒng)一規(guī)格，但是，在目前情況下用戶只能憑自己的感覺來(lái)判斷產(chǎn)品的性能。

　　光觸媒有望使用于環(huán)境凈化用途，比如分解土壤中的有害物質(zhì)或改善河流水質(zhì)等。

　　東陶就有這樣一種構(gòu)想，即通過(guò)組合只對(duì)特定物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)的抗體和氧化鈦，只吸附和分解有害物質(zhì)。佐伯部長(zhǎng)說(shuō)：“如果將組合抗體和氧化鈦的這一催化劑制作成數(shù)百納米左右的膠囊狀產(chǎn)品，就可以使用于水和土壤的凈化用途。可以回收吸附有害物質(zhì)的膠囊，在其它場(chǎng)所進(jìn)行處理”。

　　針對(duì)這種嘗試，藤島教授說(shuō)，“光觸媒是一種能夠解決環(huán)境問(wèn)題的潛力巨大的基礎(chǔ)技術(shù)。這一技術(shù)能夠從日本傳播到大部分國(guó)家，將是非常自豪的事情”。

　　但是，在象目前這樣沒有統(tǒng)一規(guī)格及指標(biāo)的情況下，很難充分發(fā)揮這種技術(shù)所具有的可行性。從這一意義上，為了克服存在的問(wèn)題，眾多企業(yè)盡早構(gòu)筑超越利益的合作關(guān)系是非常重要的。