Бактерицидный и вирулицидный эффект в результате фотокатализа TiO2 возможен благодаря образованию Активные формы кислорода, например, гидроксильных радикалов НО, которые высвобождаются в результате взаимодействия двуокиси титана со светом. Большинство исследований привели к выводу о том, что гидроксильных радикалы ОН обладают бактерицидным и вирулицидным действием.
Радикалы гидроксида, имея чрезвычайно короткий срок жизни (10-9 с), должны образоваться в непосредственной близости от мембраны, чтобы иметь возможность окислять органические частицы. Чрезвычайно короткий срок жизни и формирование на поверхности, делают радикал безвредным для людей.
Самые мощные современные системы окисления основаны на выработке радикала гидроксида. Радикал гидроксида обладает немалой окисляющей мощностью. Из-за невероятно сильного окислительного потенциала фотокаталитическое окисление может эффективно дезинфицировать, удалять запахи и очищать воздух, воду и различные поверхности.
Фотокатализ не только убивает клетки бактерий, но полностью разлагает их. Доказано, что диоксид титана является самым сильным реагентом по сравнению с другими антибактериальными веществами, поскольку его фотокаталитическая реакция происходит даже при активном размножении клеток и бактерий на поверхности. Кроме того, в процессе фотокатлиза разлагается эндотоксин, производная смерти клетки. Диоксид титана не разлагается и обладает аффективным и длительным бактерицидным и антивирусным свойствами. Иными словами, дезинфекция при помощи диоксида титана в три раза эффективнее действий хлора и в полтора раза эффективнее действия азота.
Как и при разрушении бактерий, вирусы необходимо убивать, не причиняя вреда клеткам, к которых они находятся. Вирусы с оболочкой, такие как ВИЧ, как правило, чувствительны к фотоактивации в отличии от вирусов без оболочки. Это значит, что целью фотокаталитического разрушения является не нуклеиновая кислота, а сама оболочка вируса.