酸化チタンは白い粉体で、白色の顔料や化粧品などに用いられています。普通は水に溶かしても白濁・沈殿するため、「酸化チタンは水に溶けない」ことが定説となっています。
ところがREDOXは水のように無色透明であり、液に変化をあたえない(混ぜたり希釈したりしない)限り無色透明を維持します。
酸化チタンをとても細かく砕いて無色透明の酸化チタン分散液を作ることはそう難しいことではありません。
しかし、その無色透明を維持させることはとても難しく、微細な酸化チタン粒子が水中で50ナノメートル以上になると白濁し、沈殿してしまいます。そして、一旦凝集した粒子は、絶対に小さくなることはありません。
次の表のように、粒子の大きさは透明度で判断できます。
やや透明でも50ナノメートル、白濁すると100ナノメートル以上となります。
また、右の画像では、左右の容器ともにチタン含有量は同じですが、見た目が全く違っています。
右の容器に入っているのは、酸化チタンを微細粒子に分散させた液(粒子径約3ナノメートル)。光をあてると、画像のようにはっきりとレイリー散乱が確認できます。砂糖や塩のように水に溶けているのではなく、酸化チタンが粒子(固体)の状態で水に混ざっているのです。
一方、左の容器に入っているのはREDOXです。光をあててもレイリー散乱が確認できず、まるで水のような無色透明であることがわかります。
チタンは原子の状態では安定せず、凝集して固体になってしまうため、「チタンは水に溶けない」と言われるのですが、REDOXは無色透明を維持し、白濁することもありません。
見た目にはただの水のようですが、蛍光X線分析(XRF)によりチタンが検出されており、成分分析(XRD)ではアナターゼ型の酸化チタンが検出されています(有限会社AUテクノサービスにて分析)。水分を飛ばすしていただくと、右の写真のように、きちんと白い酸化チタンが現われます。
また、某大学における粒度測定では、粒子(固体)が存在しないと判定されました。
普通、チタンが原子の状態であれば、必ず粒子として検出されるはずです。
したがって、REDOXはチタンが原子ですらない、チタンの原子核のまわりをまわる電子(素粒子)と陽子・中性子を形成するクオーク(素粒子)が水に溶けている、としか考えられないものなのです。
素粒子とは、原子よりもさらに小さい、
「それ以上、分割することができない自然界の最小単位」です。
原子は「原子核」のまわりを「電子」がまわっている構造をしています。この「電子」が素粒子です。
また、原子核は陽子と中性子という2種類の粒が集まったものであり、陽子と中性子は6種類の「クオーク」という粒が集まっているとされています。この「クオーク」こそが素粒子です。
原子の大きさは、1ミリメートルの1000万分の1ほど(約10-10メートル)。つまり、1000万個の原子を横に並べるとようやく1ミリメートルになります。原子は中心に原子核があり、その周囲を「電子」がまわっています。
原子核は、複数の粒子(陽子と中性子)が集まってできています。原子核の大きさは、原子の種類にもよりますが、原子の10万分の1ほど(約10-15メートル)です。
陽子や中性子を構成する「クオーク」の大きさは、陽子・中性子の1万分の1ほど(約10-19メートル未満)。1メートルの1兆分の1の、さらに1万分の1未満より小さいのです。
素粒子物理学では、理論上、素粒子の大きさはゼロとして扱われています。
酸化チタン粒子自体には自己吸着能力はないため、バインダー(接着剤)が必要となります。しかし、その場合、バインダーに用いられる物質(劣化するもの)により光触媒機能の効力・持続性が落ちてしまいます。
REDOXは「素粒子チタン」であるがゆえに、バインダーは不要。酸化チタンの光触媒機能を長期的かつ存分に発揮させられます。
素粒子チタンが水中から解放されると、元の物質(酸化チタン)に戻ろうとし、基材(対象物)の表面で互いに強い力で引き合い量子結合します。
これにより、表面が変化(摩耗・研磨等)しない限り、光触媒効果を長期的に発揮することができるのです。
また、REDOXを施工した表面では、次の図のような反応が起こります。
光があたると、
酸化チタン自体は疎水性(水と離れようとする性質)で水とは反応しませんが、光があたることで生成される原子状酸素(O–)は空気中の水分子を酸化します。
原子状酸素(O–)は、接近する有機物だけでなく空気中の水分子を酸化還元し、浮遊する有機物を酸化分解します。また、原子状活性酸素種のうち、原子状酸素(O-)だけは一酸化炭素や窒素の分解が可能です。
さらに、REDOXを施工した表面では帯電(静電)防止効果によって有機物等が吸着しにくくなります。
決して即効性があるとは言えず、大量の物質を処理することもできませんが、着実かつ持続的な効果によって、菌・ウイルス・ニオイ・花粉・VOC・汚れなどの不快な要素を寄せ付けずに守ることに役立ちます。