抗菌材料概述编辑
在自然界中有许多物质本身就具有良好的杀菌或抑制微生物的功能,如部分带有特定基团的有机化合物、一些无机金属材料及其化合物、部分矿物质和天然物质。但目前抗菌材料更多的是指通过添加一定的抗菌物质(称为抗菌剂),从而使材料具有抑制或杀灭表面细菌能力的一类新型功能材料,如抗菌塑料、抗菌纤维和织物、抗菌陶瓷、抗菌金属材料等。
抗菌材料分类编辑
抗菌材料主要分为:
一、无机抗菌剂
利用银、铜、锌等金属的抗菌能力,通过物理吸附离子交换等方法,将银、铜、锌等金属(或其离子)固定在氟石、硅胶等多孔材料的表面制成抗菌剂,然后将其加入到相应的制品中即获得具有抗菌能力的材料。水银、镉、铅等金属也具有抗菌能力,但对人体有害;铜、镍、钴等离子带有颜色,将影响产品的美观,锌有一定的抗菌性,但其抗菌强度仅为银离子的1/1000 。因此,银离子抗菌剂在无机抗菌剂中占有主导地位。
银离子类抗菌剂是常用的抗菌剂,呈白色细粉末状,耐热温度可达270℃以上。银离子类抗菌剂的载体有沸石、陶瓷、活性炭等。有时为了提高协同作用,再添加一些铜离子、锌离子。
此外还有氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵、碳酸锂等无机抗菌剂。
二、有机抗菌剂
有机抗菌剂的主要品种有香草醛或乙基香草醛类化合物,常用于聚乙烯类食品包装膜中,起抗菌作用。另外还有酰基苯胺类、咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、双呱类、酚类等。目前有机抗菌剂的安全性尚在研究中。一般来说有机抗菌剂耐热性差些,容易水解,有效期短。
全材料抗菌
全材料抗菌是上海宝钢集团和天津石泰集团的,整体全部采用抗菌不锈钢原材料打造,目前这个全材料抗菌已经被应用到朗维抗菌餐具,具有持久、优良的抗菌性能,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等杀灭率均在99%以上,表面磨损后仍保持良好抗菌性能。
纳米抗菌材料
纳米抗菌材料是将无机抗菌剂采用高科技的纳米技术处理,使其具有更为广泛、卓越的抗菌杀菌功能,并且通过缓释作用,提高了抗菌长效性。
纳米抗菌材料的抗菌机理
一是接触反应:即抗菌制品中的金属离子与细菌接触反应后,造成微生物固有成分破坏或产生功能障碍。当微量的金属离子到达微生物细胞膜时,因后者带负电荷,依靠库仑引力,使两者牢固吸附,金属离子穿透细胞壁进入细胞内,并与巯基(-SH)反应,使蛋白质凝固,破坏细胞合成酶的活性,细胞丧失分裂繁殖能力而死亡。金属离子还能破坏微生物电子传输系统、呼吸系统和物质传输系统。当菌体失去活性后,金属离子又会从菌体中游离出来,重复进行杀菌活动,因此其抗菌效果持久。
二殊催化反应:在光的作用下,金属离子能起到催化活性中心的作用,激活水和空气中的氧,产生羟基自由基和活性氧离子,活性氧离子具有很强的氧化能力,能在短时间内破坏细菌的繁殖能力而使细胞死亡,从而达到抗菌的目的。