目次

はじめに

第１章　なぜ、光触媒は広がり続けているのか？

１-１　光触媒の広がり
　無限の可能性に気づき始めた人たち
　光触媒国際研究センターが研究拠点に
　抗カビ効果を活かした「日光東照宮・漆プロジェクト」
　ジャパンオリジナルの漆器も

１-２　光触媒の医療への応用
　手術室への活用が年間数百室
　がんや「手足口病」にも有効
　世界初の食中毒予防と“光触媒蚊取り器”
　予防こそ最大の治療！　ホワイトニングやインプラントにも

１-３　光触媒のアグリ・バイオ分野への応用
　農作業の効率化や低コスト化
　太陽光を室内へ
　虫歯予防や抗がん作用の「希少糖」ができる

１-４　快適な暮らしを支える光触媒
　ホテル、病院、介護施設、保育園、中古車業界でも可視光で使える高感度光触媒が活躍
　花粉症対策マスク、抗菌ボールペン、カーペットにも普及
　「シラス」を活用した防汚コーティング剤
　2020年東京オリンピックから宇宙開発まで

　Column　光触媒、ついに検定教科書に登場！

第２章　いま、住宅や高層ビルにも光触媒が大人気の理由

２-１　住宅の外壁は汚れない「光触媒タイル」が新常識
　丸ビルで日本初の光触媒タイル！　1000億円市場が活気を帯びている
　住宅の美を創造・維持する光触媒タイル
　光触媒タイルの住宅はNOxを除去

２-２　高層ビル、工場、教会の外壁で活躍する建材・コーティング材
　TOTOが日本発の技術を世界へ
　トヨタの工場でも2000本分のポプラに相当する空気浄化力
　筆者自宅、岐阜大、ドイツ、中国、イタリア、どこでもピカピカ
　美観維持と清掃コスト削減を実現したアルミ建材
　掃除がいらないメガネドラッグの看板

２-３　テント膜材の可能性を広げた光触媒テント
　東京ドームのテント膜材を作った会社
　「４つの特長」とテニスコート、フットサル場、バッティング練習ドーム
　八重洲口「グランルーフ」、ダラス10万人スタジアム、フランスで活躍するテント材
　クフ王のピラミッドでも光触媒が！

２-４　汚れない、曇らないガラスでクリアな視界をキープ
　節水に成功した「セントレア」と理科大の“曇らない”ガラス
　ルーブル美術館や学校にも光触媒セルフクリーニング強化ガラス

２-５　建物内の可視光で活躍する光触媒
　「可視光応答型」光触媒による内装用ガラス
　世界初！　日本発の抗菌・抗ウイルスガラス
　抗ウイルスカーテン、高付加価値壁紙、ブラインド
　室内の空気をキレイにする光触媒式空気清浄機
　TOTOと筆者がトイレ問題に取り組んだ理由
　光触媒除菌消臭器「ルミネオ」

　Column　「３Ｆ」で行こう！

第３章　空港や新幹線にはどう普及しているのか？

３-１　空港、エアカーゴなど空の便を支える光触媒
　中部国際空港内１万7000平方メートルのガラスに採用
　インフルエンザウイルスに効果
　光触媒が航空輸送に導入された世界初の取り組み

３-２　新幹線など鉄路を支える光触媒
　セラミック製光触媒フィルターとは
　「のぞみＮ700系」喫煙ブースで活躍する光触媒式空気清浄機
　駅ホームの屋根材と白いテント材
　「光触媒ペンキ」で駅舎をキレイに
　駅構内のトイレにも応用

３-３　路面上と道路周辺をキレイにする光触媒
　排水性を高める「高機能舗装」道路
　路面上の空気をキレイにする「フォトロード工法」とは？
　「NOx」除去で特別な維持管理が必要ない
　トンネル内も渋滞回避！　光触媒つきトンネル照明器具
　防音壁、道路標識、看板などロードサイドは宝の山？
　「橋梁ラッピング」で高架下を明るく楽しい場所へ
　「橋梁ラッピング」３つのメリット
　トヨタ自動車の高級車に標準装備されたドアミラー

　Column　発想の泉を枯らさない読書のすすめ

第４章　光触媒の「６大機能」と日常に広がる製品群

４-１　光触媒の「６大機能」とは
　酸化分解力と超親水性
　光触媒の「６大機能」とターニングポイント
　一般住宅として世界初！　筆者の光触媒一戸建て

４-２　６大機能①　抗菌・抗ウイルス効果
　耐性菌の急増、高まるウイルス感染症の脅威
　細菌・ウイルスの不活化だけでなく有機物として分解除去
　防汚・滅菌・防臭効果抜群の「光触媒タイル」
　可視光でOK！　高い抗ウイルス性の「光触媒ガラス」
　新千歳空港、ノイバイ国際空港で大活躍の「光触媒フィルム」
　可視光応答型「粉末・スラリー」を使った「ルミレッシュ」と認証制度
　３次元網目構造のセラミックフォームと空中浮遊菌除去装置
　２次感染を起こさないのが最大のポイント

４-３　６大機能②　発想のコペルニクス的転回から誕生した「脱臭」効果
　酸化チタンは、なぜ大量の物質分解には向かないのか？
　“微量のものをターゲットに”というコペルニクス的転回点
　紙・繊維製品・空気清浄機にも広がる理由
　フィルターと光源をセットにした大型光触媒式脱臭装置

４-４　６大機能③　ガラスやミラーの表面が曇りにくい「防曇」効果
　光触媒の超親水化現象とは
　水との「接触角」と親水性
　超親水性は接触角が「ほぼ０度」
　曇りにくく、汚れにくい「超親水性」と「酸化分解力」の併せ技も
　自動車のドアミラーと人命を守るカーブミラー（道路反射鏡）

４-５　６大機能④　セルフクリーニングを実現する「防汚」効果
　来館者10万人突破の光触媒ミュージアム
　「魔法の実験」への戸惑いと「水素博士」秘話
　超親水性を体験する「光と水でキレイ」の実験
　失敗と思われた結果を逆転の発想で実用化
　ダブルの「セルフクリーニング効果」でコスト低減！　1000億円市場へ

４-６　６大機能⑤　光で水をキレイにする「水浄化」効果
　地球上に淡水はわずかしかない
　コストをかけない安全な土壌地下水浄化システム
　70基以上が活躍するADEKA総合設備の取り組み
　レジオネラ菌もダイオキシンも分解！　環境にやさしい浄水装置
　太陽光で農業廃液を処理！　稲作とトマト栽培も光触媒の時代
　有機物除去率ほぼ100％で従来と同程度のトマトを収穫
　魚市場の難敵「光回復現象」を防ぎ安全でキレイな海水を製造

４-７　６大機能⑥　光で環境をキレイにする「大気浄化」効果
　古代ローマ帝国のセネカも悩んだ大気汚染問題
　NOxを除去し、コストも激減する画期的なシステムとは？

　Column　タンポポが“農夫の時計”といわれる理由

第５章　「人工光合成」の最新常識

５-１　資源・エネルギー・環境問題と光合成の仕組み
　クロロフィル（葉緑素）が活躍する「Zスキーム」とは
　化石燃料が抱える２つの問題点

５-２　水の光分解の感動と光触媒系の誕生
　50年前に実験に成功した「光増感電解酸化」の仕組み
　水の光分解の発見に至るおもな科学史
　『Nature』に論文が掲載された理由
　1974年元旦「朝日新聞」１面トップ、「朝日賞」「トムソン・ロイター引用栄誉賞」受賞
　光触媒を定義する
　酸化チタンから水素をとるには限界があるという発見

５-３　加速化する「人工光合成」の最新動向
　太陽電池と水の電気分解のハイブリッド系
　注目集まる「金属酸化物材料」
　可視光でも水の完全分解！　「単一粒子型」と「Zスキーム型」の仕組み
　日本がリードする二酸化炭素の還元・資源化
　自然から学び、全体を俯瞰した最適解を

　Column　「トムソン・ロイター引用栄誉賞」と論文の被引用数

第６章　反応機構と光のはなし

６-１　光触媒反応の主役は２つだけ
　酸化チタン使用量がその国の文化レベルを表す？
　酸化チタンの作り方
　「硫酸法」と「塩素法」の仕組み
　光触媒に使われるのは「アナターゼ型」
　近紫外線を効率的に届ける常識破りの発想

６-２　酸化チタンは半導体の一種
　半導体とは何か
　「真性半導体」と「不純物半導体」
　酸化チタンは光活性を持つｎ型半導体

６-３　酸化チタンのエネルギー構造と光照射の効果
　半導体のエネルギー構造
　バンドギャップとバンドギャップエネルギー
　光触媒反応に影響を与える３因子

６-４　酸化チタンの結晶形態と光触媒活性
　酸化チタンはどうやって発見されたのか
　ルチル型とアナターゼ型のバンドギャップ値
　アナターゼ型のほうが高い光触媒活性を示す理由

６-５　酸化チタン光触媒が利用できる光の波長とは？
　可視光、紫外線、赤外線とは
　酸化チタンの唯一無二性と普及が進む理由

６-６　強い「酸化分解」と「還元」の仕組み
　酸化チタン表面で何が起こっているのか
　酸化分解の仕組み
　還元の仕組み

６-７　なぜ、「超親水性」が生まれるのか？
　親水性とはっ水性の違い
　酸化チタン表面の構造変化に注目

６-８　汚れない効果と曇らない効果の異なる仕組み
　防汚効果の「光界面反応」と防曇効果の「光固体表面反応」
　セルフクリーニングは２つの反応の併せ技

６-９　光触媒の多機能性が生まれる理由　
　なぜ、多業種から参入が相次ぐのか？
　「本多・藤嶋効果」から生まれた３つの研究の方向性

　Column　出前授業で科学の面白さを子どもたちへ

第７章　光触媒系の作り方

７-１　光触媒原料の形態とは？
　酸化チタンゾル、チタンアルコキシド、酸化チタンコーティング液

７-２　２つのコーティング手法をどうやって活かすか
　「ウェットプロセス法」と「ドライプロセス法」
　コーティング法を選ぶポイント

７-３　コーティングのカギを握る接着層
　光触媒反応を保護する重要なシリカの中間層
　基材の劣化を防ぎ、密着性を高める「構造傾斜膜」

７-４　世界初の光触媒タイルはどうやって実現したのか
　最も普及している光触媒タイル
　光触媒と抗菌金属をハイブリッド化
　外装用のセルフクリーニング建材への発展

７-５　光触媒ガラス、ドアミラーはこうしてできる
　光触媒セルフクリーニングガラスの作り方
　安全運転に寄与する「雨滴防止ドアミラー」

７-６　国際宇宙ステーションを浄化するUV - LED光触媒
　光源と光触媒フィルターのモジュール化
　UV - LEDが国際宇宙ステーションを浄化
　国際的に急速に進むLED化

　Column　ガリレイ、ファラデー、パスツール、偉大な先人に何を学ぶか

第８章　光触媒技術の標準化、製品の認証制度

８-１　日本（JIS）と世界（ISO）で試験方法を標準化
　JIS、ISOによる標準化の制定状況
　海外の光触媒標準化に対する取り組み

８-２　オールジャパン体制へ！　光触媒製品の認証制度
　健全な市場形成と普及への体制
　試験方法の標準化に支えられている認証制度
　安全性の基準と管理責任者の設置が義務
　認証フローと認証後の監査活動

巻末資料　光触媒性能評価と光触媒ミュージアム

おわりに ── 中国古典の名言に学び、「死の谷」を乗り越えよう

参考文献

INDEX

著者

藤嶋昭（Akira Fujishima）
東京理科大学学長
1942年生まれ。1966年、横浜国立大学工学部卒。1971年、東京大学大学院工学系研究科博士課程修了。1971年、神奈川大学工学部専任講師。1975年、東京大学工学部講師。1976〜77年、テキサス大学オースチン校博士研究員。1978年、東京大学工学部助教授。1986年、東京大学工学部教授。2003年、財団法人神奈川科学技術アカデミー理事長。2003年、東京大学名誉教授。2005年、東京大学特別栄誉教授。2010年、東京理科大学学長（現任）。
現在、東京理科大学光触媒国際研究センター長、東京応化科学技術振興財団理事長、光機能材料研究会会長、吉林大学名誉教授、上海交通大学名誉教授、中国科学院大学名誉教授、北京大学客員教授、ヨーロッパアカデミー会員、中国工程院外国院士。
これまで電気化学会会長、日本化学会会長、日本学術会議会員・化学委員会委員長などを歴任。
【おもな受賞歴】文化勲章（2017年）、トムソン・ロイター引用栄誉賞（2012年）、The Luigi Galvani Medal（2011年）、文化功労者（2010年）、神奈川文化賞（2006年）、恩賜発明賞（2006年）、日本国際賞（2004年）、日本学士院賞（2004年）、産学官連携功労者表彰・内閣総理大臣賞（2004年）、紫綬褒章（2003年）、第１回The Gerischer Award（2003年）、日本化学賞（2000年）、井上春成賞（1998年）、朝日賞（1983年）など。
オリジナル論文（英文のみ）896編、著書（分担執筆、英文含む）約50編、総説・解説494編、特許310編。