關(guān)于納米銀及其復(fù)合抗菌材料的研究

【摘 要】在社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)新時(shí)期，人民群眾生活水平提高以后對(duì)綠色、環(huán)保、健康的納米抗菌復(fù)合材料有了更大的需求。納米抗菌材料不僅自身具備比表面積大結(jié)界結(jié)合能力強(qiáng)的物理性能，同時(shí)其自身還具有卓越的安全性和抗菌性優(yōu)勢(shì)，所以在社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中得到了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用，本文將對(duì)納米銀及其復(fù)合抗菌材料進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。

【關(guān)鍵詞】納米銀；復(fù)合抗菌材料

一、納米銀抗菌材料

（一）載納米銀沸石抗菌劑

沸石作為一種堿性金屬的結(jié)晶型硅鋁酸鹽，其自身的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其內(nèi)部富含的鋁-氧四面體電價(jià)存在著嚴(yán)重的不平衡現(xiàn)象，為了維持自身的靜電平衡，其結(jié)構(gòu)中必須結(jié)合鈉、鈣等金屬陽(yáng)離子，而因?yàn)殁c和鈣本身的金屬性質(zhì)比較活潑以及沸石自身結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，其中結(jié)合的陽(yáng)離子往往會(huì)被其他形式的陽(yáng)離子所轉(zhuǎn)換，所以沸石在應(yīng)用活動(dòng)中表現(xiàn)出極強(qiáng)的陽(yáng)離子交換能力，在抗菌應(yīng)用活動(dòng)中載銀沸石自身對(duì)細(xì)菌的抑制能力隨著其內(nèi)部陽(yáng)離子交換量的增加而增加，但是載銀沸石的陽(yáng)離子交換存在著極強(qiáng)的瞬時(shí)性，如果溶液中交換離子的濃度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致其中富含的銀離子形成銀顆粒沉積在沸石的表面，阻礙其滅菌能力的進(jìn)一步發(fā)揮。在實(shí)際應(yīng)用中載銀沸石對(duì)多種細(xì)菌、真菌都有極強(qiáng)的滅殺作用。

（二）載納米銀米磷酸復(fù)鹽抗菌劑

磷酸復(fù)鹽抗菌材料是指一些具有降解性的磷酸鈣類(lèi)物質(zhì)，因?yàn)槠渥陨聿⒉话袑?duì)人體有害的成分，同時(shí)在自然環(huán)境下表現(xiàn)的極為穩(wěn)定，所以自身的安全性極高。通常會(huì)應(yīng)用在生物材料和食品添加劑等領(lǐng)域中，磷酸復(fù)鹽抗菌材料通常是通過(guò)高溫?zé)Y(jié)的方法制備的，在制備活動(dòng)中將磷酸鈣與銀離子化合物充分混合以后，在一千度以上的高溫中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)工作完成后磷酸復(fù)鹽抗菌材料往往會(huì)呈現(xiàn)出一種凝固化合物的狀態(tài)，在經(jīng)過(guò)粉碎和研磨之后就可以形成磷酸復(fù)鹽抗菌材料。其自身的抗菌性能是通過(guò)富含的有效抗菌成分“Ag+”實(shí)現(xiàn)的，在具體的抗菌應(yīng)用活動(dòng)中通過(guò)載體的形態(tài)、結(jié)晶度、晶格缺陷、比表面等物理形態(tài)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部抗菌有效成分的析出，達(dá)到抑制細(xì)菌的效果。當(dāng)前市場(chǎng)上的磷酸復(fù)鹽抗菌材料主要是美國(guó)Sangegroup和日本的?；旧a(chǎn)的，其在抗菌活動(dòng)中的實(shí)際效果非常明顯，而且自身的物理性質(zhì)也表現(xiàn)的極為穩(wěn)定，即使環(huán)境溫度達(dá)到一千攝氏度以上，其自身的抗菌效果也不會(huì)出現(xiàn)絲毫的波動(dòng)。因此應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛。

（三）納米銀抗菌劑抗菌原理

對(duì)于納米抗菌材料的抗菌機(jī)理當(dāng)前學(xué)術(shù)界還存在一些爭(zhēng)議，但是這并不妨礙我們認(rèn)識(shí)納米銀抗菌材料，普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為當(dāng)前納米銀系抗菌劑存在有三種滅菌機(jī)理，分別是金屬離子溶出抗菌機(jī)理、活性氧抗菌機(jī)理以及接觸型滅菌機(jī)理。其中最為典型的是金屬離子溶出型抗菌機(jī)理?？咕{米材料中銀離子因?yàn)樘厥獾慕Y(jié)構(gòu)原因能夠保持較高的活性，導(dǎo)致其很容易從載體的內(nèi)部緩慢釋放到載體的表面，并產(chǎn)生與表面細(xì)菌的吸附力并與細(xì)菌中酶蛋白的活性部分氨基發(fā)生作用。當(dāng)微量的銀離子接觸微生物細(xì)胞膜的時(shí)候，因?yàn)榧?xì)胞膜本身帶負(fù)電而銀離子帶正電，銀離子會(huì)在庫(kù)侖力的作用下吸附在細(xì)胞壁表面，會(huì)對(duì)細(xì)菌的生理機(jī)能造成一定破壞，當(dāng)細(xì)菌細(xì)胞周?chē)奂俗銐蚨嗟你y離子以后，銀離子就會(huì)穿透細(xì)胞壁進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)部，滯留在細(xì)胞膜上，抑制細(xì)胞膜內(nèi)某蛋白的活性，細(xì)菌自身的生存和繁殖都會(huì)受到極大的抑制，長(zhǎng)此以往細(xì)菌會(huì)因?yàn)閮?nèi)部生理機(jī)制的完全破壞而死亡。而細(xì)菌死亡以后相應(yīng)的銀離子失去細(xì)菌細(xì)胞膜的吸引就會(huì)逐漸從細(xì)菌的死體沖游離出來(lái)，繼續(xù)進(jìn)行重復(fù)的滅菌活動(dòng)，納米材料的這一滅菌機(jī)理導(dǎo)致了其對(duì)細(xì)菌的抑制效果和抑制的長(zhǎng)效性上都有杰出的表現(xiàn)。

二、載納米銀蛭石抗菌劑的制備及性能研究

（一）制備過(guò)程

在載納米銀蛭石抗菌劑的制備活動(dòng)中，最重要的是對(duì)蛭石原料的處理過(guò)程，因?yàn)樵谧匀画h(huán)境下蛭石本身與銀化合物并沒(méi)有很強(qiáng)的結(jié)合性，需要有外部能量或者是催化劑的介入才能保證載納米銀蛭石抗菌劑制備的效果。一般情況下對(duì)蛭石原料的處理方法包括有酸處理、熱處理、鈉化處理三種手段，其中酸處理是通過(guò)酸性溶液（濃度在4%左右）對(duì)蛭石進(jìn)行浸泡，浸泡時(shí)間在24小時(shí)作用；熱處理是通過(guò)加溫的方式對(duì)其內(nèi)部結(jié)合抗性的一種弱化處理，一般情況下要在600℃的溫度下煅燒三個(gè)小時(shí)，期間盡量控制升溫的速率保證溫度均勻的提升；鈉化處理是指用一定比例的氯化鈉溶液對(duì)蛭石進(jìn)行浸泡，浸泡環(huán)節(jié)完成后烘干就可以制得鈉型蛭石。

在制備活動(dòng)中硝酸銀和蛭石要形成一定比例，所以其自身的體積要有很好的控制，同時(shí)pH值也要控制準(zhǔn)確，將硝酸銀與蛭石按照一定比例混裝并進(jìn)行加熱回流，反應(yīng)一段時(shí)間讓銀離子充分吸附在蛭石上，然后用砂芯漏斗進(jìn)行過(guò)濾，并用蒸餾水進(jìn)行沖洗制動(dòng)濾液的pH值在6～7之間為止，最后將沖洗干凈的粉末置于真空干燥箱中，以50℃干燥12小時(shí)，在200攝氏度下焙燒6小時(shí)即可制得載納米銀蛭石抗菌劑。

（二）蕩法測(cè)定抗菌性能

在載納米銀抗菌劑制成以后，對(duì)其抗菌性能的評(píng)定是其實(shí)際應(yīng)用前的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，蕩法測(cè)定抗菌劑的抗菌性能是納米抗菌劑抗菌性能的主要測(cè)試方法，利用去離子水、蛋白胨、牛肉膏等作為培養(yǎng)基，在經(jīng)過(guò)高溫殺毒以后進(jìn)行單一菌種的培養(yǎng)活動(dòng)。在培養(yǎng)活動(dòng)結(jié)束以后將固定數(shù)量的抗菌樣本放入到固定體積和固定細(xì)菌數(shù)量的溶液中，在搖床上以300r/min振蕩一小時(shí)，讓后對(duì)培養(yǎng)皿中的細(xì)菌數(shù)量進(jìn)行檢驗(yàn)，一般情況下抗菌劑的抑菌率比普通材料高26%以上即可認(rèn)定抗菌劑有效。

三、結(jié)論

在大氣和環(huán)境污染日漸嚴(yán)重的今天，社會(huì)生活對(duì)納米銀及其復(fù)合抗菌材料的需求極大，因此對(duì)納米銀及其復(fù)合抗菌材料的研究具有鮮明的現(xiàn)實(shí)意義，本文從納米銀抗菌材料、納米銀抗菌劑抗菌原理、載納米銀蛭石抗菌劑的制備及性能研究三個(gè)角度對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了分析，以期為納米銀及其復(fù)合抗菌材料的研究、應(yīng)用水平提高提供支持和借鑒。

作者簡(jiǎn)介：李瑞珍，女，河北欒城人，副教授，石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工系。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉常盛.O-羧甲基殼聚糖—納米銀/天然膠乳復(fù)合抗菌材料的研究[D].太原理工大學(xué)，2011.

[2]高向華.納米銀/天然高聚物復(fù)合抗菌溶膠的合成及其性能研究[D].太原理工大學(xué)，2013.endprint