Transparent, photocatalytic, and self-cleaning TiO2 thin film is developed by TiO2 sol-gel coating on glass and polycarbonate (PC) substrates. Acetyl acetone (AcAc) suppresses the precipitation of TiO2 by forming a yellowish (complex) transparent sol-gel. XPS analysis confirms the presence of Ti2p and O1s in the thin films on glass and PC substrates. The TiO2- sol is prepared by stabilizing titanium (IV) isopropoxide (TTIP) with diethylamine and methyl alcohol. The addition of AcAcsilane coupling solution to the TiO2-sol instantaneously turns to yellowish color owing to the complexing of titanium with AcAc. The AcAc solution substantially improves the photocatalytic property of the TiO2 coating layer in MB solutions. The coated TiO2 film exhibits super hydrophilicity without and with light irradiation. The TiO2 thin film stabilized by adding 8.7 wt% AcAc shows the highest photo-degradation for methylene blue (MB) solution under UV light irradiation. Also, the optimum photocatalytic activity is obtained for the 8.7 wt% AcAc-stabilized TiO2 coating layer calcined at 450 oC. The thin-films on glass exhibit fast self-cleaning from oleic acid contamination within 45 min of UV-light irradiation. The appropriate curing time at 140 oC improves the anti-fogging and thermal stability of the TiO2 film coated on PC substrate. The watermark-free PC substrate is particularly beneficial to combat fogging problems of transparent substrates.

본 연구에서는 투명도와 기계적 특성을 향상시키기 위해 저온 공정의 졸-겔 법을 이용하여 하이브리드 복합체의 코팅 박막을 제조하였다. 하이브리드 복합체로는 ZrO2/TiO2/organosilane을 사용하였으며, 그 중 organosilane은 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate을 사용하였고 이는 저온 공정의 광경 화 반응을 위해 도입되었다. 다양한 조성비로 합성된 복합체를 폴리 카보네이트 기판 위에 저온 공정의 졸 -겔 법을 이용하여 광경화와 열처리 공정을 거처 코팅 박막을 제조하였고 이 코팅 박막의 광학 특성 및 기계적 강도를 확인하였다. 코팅 박막은 가시광선 영역에서 97.5 % 이상의 투과도를 가짐을 확인하였고 기계적 강도는 9H 이상의 연필 경도를 가진 것을 확인하였다. 특히 ZTS-2-1 코팅 박막의 나노 압입 경도는 1.14 GPa로 가장 높게 측정되었다.