Photokatalytische Oxidation ist ein lichtinduzierter Prozess, bei dem Photokatalysatoren wie TiO₂ Elektron‑Loch‑Paare erzeugen, die reaktive Spezies (•OH, O₂⁻) bilden und organische oder anorganische Verbindungen oxidativ abbauen. In der Werkstoffwissenschaft werden Oberflächen, Dünnschichten und Nanopartikel hinsichtlich Bandstruktur, Defekten und Stabilität optimiert, um Luft- und Wasserreinigung, Selbstreinigungsschichten oder antimikrobielle Beschichtungen zu realisieren.