光触媒の研究をしているときに、よく出てくる用語に「吸収スペクトル」という言葉があります。
吸収スペクトルとは、光の波長ごとに、どれくらいの割合の光を吸収するかを、グラフにしたものです。
光触媒は、光を吸収して、抗菌や消臭などといった効果を発揮しますが、光と言ってもいろいろな波長の光があります。そして、「どの波長の光を吸収できるのですか？」ということが問われるわけです。
次の図は、銅ドープ酸化チタンと言われる光触媒の吸収スペクトルです。
縦軸が吸収率です。100％のところは、その波長の光を100％吸収するという意味です。銅ドープ酸化チタンは、波長が380nmくらいまでの紫外線であれば、100％吸収します。
波長が400nmほどの紫色の光は95％くらいに下がり、青色の光は60％くらい吸収します。460nmほどで吸収率が50％くらいまで落ちます。
光をたくさん吸収するということは、それだけ光触媒の効果が高まります。そして、波長の短い光は、エネルギーが高いので、波長の短い光がたくさん当たり、それを吸収できた方が効果が高くなります。
次の図は、一般的な白色LEDの発光スペクトルです。
吸収スペクトルではなく、発光スペクトルですから、「白色LEDからは、このような波長の光が出ていますよ」というグラフになります。
このグラフを見ると、波長が440nmほどの青色の光にピークがあります。
銅ドープ酸化チタンは、440nmの光は60％ほど吸収ができるので、白色LEDでも抗菌や消臭といった効果が出ることを意味します。
つまり、銅ドープ酸化チタンは室内で利用しても、抗菌や消臭ができるということです。
さらに、銅ドープ酸化チタンは、酸化チタンに結合されたナノサイズの酸化銅が、補触媒の効果を発揮し、光が当たっていなくても抗菌や消臭ができます。
その相乗効果によって、室内利用される数ある光触媒の中で、もっとも抗菌力や消臭力が高いことで知られています。
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