LED照明产品或将步入纳米时代 扩大产品应用空间

Fig.5 光触媒涂布后的亲水性试验比较图

当薄膜表面有水吸附时，水分子中的氧原子会填补氧的空缺，进而产生OH基，由于薄膜表面OH基的增加，因而增进二氧化钛薄膜表面的亲水性，所以可以藉由直接冲水的方式，将油污冲洗掉。另一种是进行污染物光分解的反应机制，有机污垢附着于TiO2薄膜上，经过适当光源照射，会使有机污垢氧化分解。亲水性表面的特性，使TiO2有许多应用的价值。通常亲水性的强弱是用水滴在表面的接触角(Contact Angle)来定量，接触角越小，代表亲水性越强(见Fig.5)。在适当的光源照射后，TiO2表面水滴的接触角会逐渐从原先的40~60度趋近于10 度以下，因而会使原本凝聚的水滴摊开形成薄膜。与一般超亲水性材料不同的是，TiO2薄膜经紫外光照射后，表面不但会亲水也会亲油(有机溶剂)，呈现亲油水双性(Amphiphilic)。一颗水滴在表面的接触角会趋近零度，称为亲水性表面(Hydrophilic);另一方面，一颗油滴在表面的接触角也会趋近零度，称为亲油性表面(Oleophilic)。此种现象经研究观察，TiO2的表面之所以具有双重的亲油和亲水性，是在表面上会形成像西洋棋盘式的区块(Domain)，每一区块大小约为100 nm的长方形，亲油和亲水的区块交错排列。亲水的区块如上所述是氧空缺的位置(见Fig.6)，吸附的水分子而形成，而亲油的区块，则是的原本未照射前，就是非亲水性(即亲油性)区块所组成。

Fig.6 反应机制

根据前述说明，针对LED照明产品品质良莠不齐现象，与纳米新材料科技技术作结合，不论在LED灯板的制作工序、有机玻璃透镜的光学效率以及灯具外观上的涂层，均有很大的应用空间。使用含纳米TiO2的绝缘剂，可确保LED灯板及电子电路控制板等产品，应用在户外时不再受潮湿影响造成误动作及损坏。该纳米材料更可取代现有的绝缘胶，改善LED灯板的散热问题，降低LED因散热不良而造成的光衰，并延长了LED本身的寿命。而将TiO2光触媒液涂布在有机玻璃透镜上，不仅改善光输出率、光分布及光束角等光学特性，还可达到自洁易洁的效果，使透镜表面的洁净度不影响LED光输出。由于LED灯具小，强调它的长效及免维护功能，其灯具的外观保洁更应考虑周详;利用TiO2光触媒材料的超亲水性，使灯具的外壳不易受空气污染及脏垢附着，可藉由大自然雨水冲刷的力量将灯具外壳清洗干净，永保灯具外观的清新亮丽。相信未来还有多的纳米新材料可以应用在LED照明产品上，使LED照明产品真的达到灯源寿命长，减少维护次数降低维护成本，成为节能的绿色环保照明产品。