Jak wyjaśnia uczony, fotokatalizatory heterogeniczne to materiały, które w obecności światła umożliwiają przebieg różnych użytecznych procesów, głównie reakcji utleniania i redukcji. Materiałami takimi mogą być na przykład tlenki czy siarczki metali przejściowych. "Prawdziwą karierę robi dwutlenek tytanu, TiO2. Z powodzeniem może on fotokatalizować degradację zanieczyszczeń wody i powietrza. Co ważne, końcowymi produktami takiej degradacji są prawie zawsze dwutlenek węgla, woda i ewentualnie proste aniony nieorganiczne" - mówi dr hab. Macyk. Dodaje, że dwutlenek tytanu jest tani, nietoksyczny i trwały - nie zużywa się w wyniku ubocznych procesów fotochemicznych czy termicznych. "Na rynku pojawia się coraz więcej samoczyszczących się szyb, farb lub tynków. Większość z tych produktów zawiera właśnie dwutlenek tytanu. Ma on jednak jedną poważną wadę - absorbuje tylko promieniowanie ultrafioletowe, zatem proces fotokatalityczny może zajść tylko podczas naświetlania takim światłem" - opowiada badacz. Jednym z kierunków jego badań jest uzyskanie fotokatalizatorów na bazie TiO2, które byłyby aktywne również podczas naświetlania światłem widzialnym. Wyjaśnia, że cel ten, czyli tzw. fotosensybilizację dwutlenku tytanu, można osiągnąć domieszkując dwutlenek tytanu lub modyfikując jego powierzchnię różnymi związkami organicznymi, jonami i kompleksami metali. Opracowywane w laboratoriach naukowców fotokatalizatory mogą być użyteczne nie tylko w procesach detoksykacji wody i powietrza. Można je wykorzystać również do niszczenia komórek nowotworowych i mikroorganizmów. Co ciekawe, praktycznie te same materiały i zachodzące z ich udziałem procesy umożliwiają budowę ciekawych urządzeń optoelektronicznych, np. sterowanych światłem przełączników i bramek logicznych. Fotoelektroda wytworzona z modyfikowanego TiO2 może zachowywać się jak prosta bramka logiczna. "Potrafi" np. rozpoznać barwę światła. Dla chemika bardzo interesujące jest poznawanie mechanizmów procesów fotokatalitycznych oraz możliwość sterowania ich przebiegiem. Inaczej należy zaprojektować fotokatalizator, który ma służyć utlenieniu np. pestycydu zanieczyszczającego wodę, a inaczej materiał, przy pomocy którego chcemy prowadzić syntezę jakichś związków organicznych. Jeszcze inny będzie fotokatalizator służący do fotoinaktywacji bakterii.
Fotokatalizatory - nowe odkrycie samoleczenia światłem
Fotokatalizatory - przełom w sposobie niszczenia komórek nowotworowych i mikroorganizmów. W procesach oczyszczania wody, powietrza, różnych powierzchni, a nawet niszczenia komórek nowotworów, bakterii czy grzybów można wykorzystać właściwości utleniające wzbudzonego światłem fotokatalizatora. W praktyce materiałów takich używa się już na przykład w produkcji farb, samoczyszczących się szyb, glazury, w klimatyzatorach. Wydaje się bardzo prawdopodobne, że w przyszłości fotokatalizatory znajdą zastosowania jako fotoleki. Nad fotokatalizatorami półprzewodnikowymi pracuje dr hab. Wojciech Macyk z Wydziału Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego.