如何經(jīng)濟(jì)高效地開發(fā)利用太陽(yáng)能?如何變污水為甘泉?如何有效治理大氣污染?如何徹底清除室內(nèi)有害物質(zhì)?借助于一種普通而又特殊的物質(zhì)——二氧化鈦，將會(huì)更好地解決這些關(guān)乎人類生存和發(fā)展的重要問題。

　　二氧化鈦俗稱鈦白，是一種白色的粉末，具有很強(qiáng)的反光作用，通常用于白色油漆和瓷釉。澳大利亞工程院院士、昆士蘭大學(xué)主管科研的副校長(zhǎng)逯高清教授不久前在英國(guó)《自然》雜志發(fā)表的一篇論文，論述了二氧化鈦經(jīng)過納米技術(shù)處理后的獨(dú)特作用。具體做法是，通過水熱化學(xué)反應(yīng)，把二氧化鈦制作成納米晶，即其顆粒微縮到納米尺度。此時(shí)，二氧化鈦的電子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，性能也隨之改變，尤其是它的光學(xué)性能由原來的反光變?yōu)槲�光。二氧化鈦納米晶把光子吸收后可以轉(zhuǎn)化為電流，可用作太陽(yáng)能發(fā)電。

　　現(xiàn)在的太陽(yáng)能電池板大多采用單晶硅或多晶硅片制作。這種材料比較昂貴，且生產(chǎn)工藝條件要求高，必須無塵操作，成本很高。目前的太陽(yáng)能發(fā)電成本比一般的火力、水力發(fā)電成本高出5—10倍，很難普遍推廣。相比之下，二氧化鈦的材料和生產(chǎn)成本相對(duì)低廉，且利用二氧化鈦進(jìn)行太陽(yáng)能發(fā)電的技術(shù)已經(jīng)成熟，只要解決二氧化鈦敏化太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)工藝問題即可投入實(shí)際應(yīng)用。

　　二氧化鈦納米晶在把光子轉(zhuǎn)化為電子、形成電流的過程中產(chǎn)生一個(gè)個(gè)空穴，與水結(jié)合形成一種羥基，從而產(chǎn)生強(qiáng)勁的光催化作用，可有效降解水和空氣中的有機(jī)化學(xué)物。這樣，二氧化鈦又有了另外的重要用途。人們每天飲用的水中會(huì)有這樣那樣的有機(jī)化學(xué)物，可能濃度很低，但長(zhǎng)期攝入會(huì)影響健康，甚至可能致癌。利用二氧化鈦對(duì)飲用水進(jìn)行處理可使飲用水更潔凈。

　　在大量的工業(yè)污水處理方面，光催化也有用武之地。目前，工業(yè)污水處理的基本方法是，先以大池分解，用現(xiàn)代技術(shù)，如微生物降解的辦法進(jìn)行處理。這一環(huán)節(jié)必不可少。但經(jīng)過微生物降解之后，水中仍有大量的有機(jī)化學(xué)物殘留，無法全部降解。為了達(dá)到清潔的目的，人們只好采用滅菌的辦法，用紫外線、臭氧等進(jìn)行滅菌。今后，這些功能可由二氧化鈦納米晶來代替。此外，二氧化鈦光催化技術(shù)同樣可以有效降解大氣中的有機(jī)化學(xué)物，用于治理空氣污染。還可把納米晶涂抹在照明燈管上，利用燈光進(jìn)行光催化作用，從而達(dá)到徹底清除室內(nèi)有害物質(zhì)之目的。

　　關(guān)于二氧化鈦光電作用和光催化作用的研究屬于當(dāng)今世界的前沿科技。一旦這種科技應(yīng)用實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，不僅將為我們帶來經(jīng)濟(jì)高效的太陽(yáng)能，還會(huì)有助于碧水藍(lán)天的重現(xiàn)。