[STEM Sir教路] 光觸媒能抗菌抗毒?

武漢新型冠狀病毒肆虐,全港的市民都提高警覺,醫生口罩和酒精搓手液都短缺,如何能夠做好預防措施,避免感染病毒呢?空氣清新機又能有助殺菌消毒嗎?病毒有機會在洗手間透過糞便播播,有些洗手間早已使用加入了光觸媒塗層的牆磚或地磚,只是利用光就能夠替洗手間進行消毒殺菌,究竟又是如何辨到呢?

 

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光觸媒是什麼來?

市面上有很多產品都加入了光觸媒的成份,例如:光觸媒磁磚、光觸媒口罩、光觸媒抗菌抗病毒噴霧及光觸媒除菌空氣淨化機等。

有關光觸媒產品的資訊可參閱以下資料:

  1. 光觸媒磁磚
  2. 光觸媒口罩
  3. 光觸媒抗菌抗病毒噴霧
  4. 光觸媒除菌空氣淨化機

 

光觸媒是一種光催化劑 (Photocatalyst) ,能夠加速光化學反應,這個現象稱為光催化 (Photocatalysis),它能夠靠光的能量來進行消毒及殺菌,所以光觸媒既環保又實用,常用作光觸媒的材料是二氧化鈦。

二氧化鈦 (Titanium dioxide),化學式為TiO2,又稱為「鈦白粉」,它的分子大小是屬於奈米級的細小,當遇上紫外線就能進行消毒及殺菌,學生們常用的修正液及修正帶,都是利用二氧化鈦製造出來的。

 

 

光觸媒的消毒及殺菌原理

當光觸媒遇到紫外光所產生的「電子 (e-)」會令空氣中的「氧氣 (O2)」變成帶有 活性酸素 (‧O2),光觸媒遇到紫外光的同時所產生的「電子空穴 (h+)」會令空氣中的「水 (H2O)」變成帶有 活性酸素 (‧OH),活性酸素 (‧O2)與活性酸素 (‧OH)結合,形成「活性氧簇 (‧O2‧OH)」,這個活性氧簇 (‧O2‧OH)能夠把有機物質分解成二氧化碳及水,而且還會破壞細菌的質膜。

外國有環境科學中心利用A型流感病毒,並參考「精細陶瓷——光觸媒材料的抗病毒性試驗方法 – 使用噬菌體QB方法」的測試程序進行測試,發現沒有進行光觸媒加工的物料經過紫外光燈照射後,證明紫外光能夠消滅試碟上部分數量的病毒。

但進行光觸媒加工的物料經過紫外光燈照射後,能夠消滅試碟上大部分數量的病毒,可見加入了光觸媒物料的物件有助加快消滅病毒。

 

光觸媒塗層的其他特性

光觸媒塗層是屬親水性,能夠把空氣中的水份在表面形成水膜,防止靜電產生,灰塵與髒污就無能黏附在光觸媒塗層的表面,有阻隔灰塵與髒污的能力。

但在沒有加入光觸媒的一般塗層表面會容易產生靜電,灰塵與髒污吸附在塗層表面,而加入了光觸媒塗層的表面除了有消毒及殺菌功能外,還能夠進行自我清潔。

 

加入抗菌金屬加強消毒殺菌功能

要把光觸媒加在基材的表面上,大多數的方法會把光觸媒混入在溶劑或黏合劑裏使用,這樣光觸媒會被溶劑覆蓋,令光觸媒所產生反應會減少。

日本人利用「溶射」技術混合了抗菌金屬連同光觸媒衝擊基材表面,就能夠把大量光觸媒覆蓋基礎材料並緊密連接起來,故此沒有需要使用溶劑就能製造高密度光觸媒的薄膜,大幅提升光觸媒反應。

另外,加入了抗菌金屬更能加強遊離金屬離子引起細菌內酵素鈍化,引致細胞死亡。同時,抗菌金屬混合光觸媒後,不但能擴大接觸紫外光吸收的表面面積,還能在室內可視光線中都能夠發揮效果,令產品能在日光燈的環境下都能進行光觸媒反應。

若果把光觸媒用在空氣淨化機的濾芯上,濾芯的面積愈大,光觸媒反應會愈多愈快,殺菌消毒的能力和速度也大大增加。

認識了光觸媒反應後,在選擇有關的產品時,就可以知道如何更有效地發揮其消毒殺菌的效能。

 

內容提供:STEM Sir

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