當前我國無機材料抗菌機理研究進展探析

王圣涵

摘要： 近些年來，作為一種新型綠色環(huán)保材料的無機抗菌材料越來越受到研究者的重視，在人們的日常生活中，利用無機抗菌材料制造出來的抗菌制品應(yīng)用得越來越廣泛。本文介紹了無機抗菌劑的分類，簡述了無機抗菌材料及其抗菌機理，并且探析了我國無機抗菌材料研究與發(fā)展現(xiàn)狀，還有相關(guān)機理的研究狀況。

關(guān)鍵詞： 無機抗菌材料;無菌抗菌劑;抗菌機理

【中圖分類號】TQ455【文獻標識碼】A【文章編號】1674-3733（2020）15-0247-01

前言：無級抗菌材料通常指的是含有抗菌活性金屬元素的無機材料，尤其是含有Ag、Cu和Zn等金屬離子及其氧化物的高效抗菌功能材料。目前，有關(guān)無機抗菌材料抗菌機理的研究人員有很多，分別得出了很多結(jié)論，但是卻沒有系統(tǒng)的闡述，幾種機理的主次關(guān)系，還有相關(guān)作用也沒有明確下來。

1無機抗菌劑的分類

無機抗菌劑可以分為很多不同的種類，并且有著各不相同的性能，自然分類方法也不一樣。

根據(jù)抗菌劑的原料差異，可以將抗菌劑分成一些非金屬氧化物，比如抗菌金屬、金屬氧化物，還有過碳酸鹽和CLO2等，其中金屬氧化物主要是指銀、汞、鉛、銅、鎳、鈦、鎘等金屬，還有其離子化合物。

還有一些其他的分類方法，比如根據(jù)抗菌劑作用的途徑差異，可以將抗菌劑分成兩大類，一類是離子溶出型，一類是接觸型;根據(jù)抗菌劑的相態(tài)差異，可以將抗菌劑分成三大類，分別是氣相抗菌劑、液相抗菌劑和固相抗菌劑，其中氣相抗菌劑有氯氣，液相抗菌劑有過氧化氫和次氯酸等;根據(jù)抗菌劑的組分差異，可以將抗菌劑分成兩大類，一類是氧制劑，一類是非氧制劑，其中氯氣、次氯酸、二氧化氯、氯酸及其鈉鹽等都屬于氯制劑，而過氧化物、環(huán)氧化物和金屬氧化物等都屬于非氯制劑。

2無機抗菌材料及其抗菌機理

根據(jù)抗菌劑之間的差異性，其抗菌機理也存在著一些不同，可以分為以下幾種。

2.1銀系抗菌材料的抗菌機理

在現(xiàn)階段的抗菌材料中，使用得最多的一種材料就是銀系抗菌材料，主要有兩種觀點。一種是正銀離子接觸反應(yīng)，有關(guān)學(xué)者認為，正銀離子通過接觸反應(yīng)，導(dǎo)致微生物活性成分被破壞，或者產(chǎn)生一定的阻礙。另外一種是催化假說，有關(guān)學(xué)者認為，存在于物質(zhì)表面的微量正銀離子，可以發(fā)揮出一定的催化活性中心的作用，空氣中的氧或者水中的氧被銀激活以后，會產(chǎn)生羥基自由基和活性氧離子。它們具有破壞微生物細胞增殖能力，在一定程度上抑制或是殺滅細菌的作用。

2.2光觸媒氧化分解機理

光觸媒指的是通過吸收光，使其處于高能的狀態(tài)下，同時以這些能量同某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材料，最具有代表性的是納米二氧化鈦。

2.3納米表面效應(yīng)

納米氧化鋅是一種新型的抗菌劑，有著廣譜的殺菌抗菌效能，還有一些其他的優(yōu)勢，比如耐熱性比較高，安全性和持續(xù)性比較好，價格相對來說比較便宜，使用也更加方便，目前越來越受到人們的重視，特別是在殺菌除臭、預(yù)防疾病，還有美化環(huán)境等方面。

2.4過氧化物的漂白機理

過碳酸鈉是一種白色松散的流動性顆粒，沒有味道也沒有毒，在冷水中有著很好的溶解性，去污能力也很強，且性質(zhì)比較溫和，在水中溶解以后可以釋放出氧，從而起到漂白、洗滌，還有殺菌的作用。

2.5強氧化物的氧化分解機理

舉個簡單的例子，穩(wěn)定性二氧化氯的有效活性成分是二氧化氯，但是又與二氧化氯有一定的區(qū)別。目前可以將穩(wěn)定性二氧化氯分成兩類，一類是液態(tài)，一類是固態(tài)。之所以二氧化氯會受到人們的廣泛應(yīng)用，主要是由于其是一種不會產(chǎn)生致癌物質(zhì)的廣譜環(huán)保型殺菌消毒劑，有著很多突出的特點，比如殺菌能力很強，對人體和動物的危害性基本為零，而且不會對環(huán)境造成二次污染等。

3我國無機抗菌材料研究與發(fā)展現(xiàn)狀

早在20世紀90年代，我國就已經(jīng)開始對塑料用無機抗菌劑材料進行研究與開發(fā)，并且在這一方面取得了一定成就，發(fā)展也非常迅速。我國的抗菌劑產(chǎn)量在1998年達到了五十噸，當時的銷售額約為四百萬元，其中僅是抗菌制品的銷售額就有七十億元;而我國的無機抗菌材料及制品產(chǎn)值到2004年已經(jīng)超過了一千億元。短短六年，銷售額翻了數(shù)倍，可以說是發(fā)展異常迅速了，同時也顯示出了，我國的無機抗菌材料這一行業(yè)，還有其產(chǎn)出的產(chǎn)品，都受到了大眾的廣泛應(yīng)用，市場需求巨大，發(fā)展前景一片大好?，F(xiàn)階段，我國的無機抗菌材料在很多行業(yè)都得到了成功應(yīng)用，比如說建筑材料、裝飾材料、家用電器、纖維與紡織品，還有一些日用品、衛(wèi)生用品和食品包裝等。

我國的很多著名企業(yè)，還有名牌產(chǎn)品在無機抗菌材料方面的跟進速度和介入程度都非常可觀，從而形成了我國無機抗菌材料發(fā)展的一個明顯特征，在很大程度上推動了無機抗菌材料相關(guān)產(chǎn)品和相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展。在我國諸多企業(yè)中，最早把無機抗菌材料用于生產(chǎn)抗菌家電的大型名牌企業(yè)就是海爾集團，隨后一大批行業(yè)的龍頭和骨干知名企業(yè)，紛紛提出了有關(guān)研制抗菌產(chǎn)品的具體要求，并且很快面向市場進行了推進。比如說，著名的海爾科化公司，也是工程塑料國家工程研究中心，以中科院理化所為技術(shù)后盾，先后對多種類型的抗菌劑進行了研究，有多種多孔載體類銀離子抗菌劑，還有銀鋅復(fù)合抗菌劑，及納米抗菌劑。自20世紀90年代，西南交通大學(xué)就已經(jīng)開始了針對四針狀氧化鋅晶須的制備，還有其功能的控制研究，并且還發(fā)明了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的T-ZnOw抗菌材料制備技術(shù)，在四川省成果鑒定中獲得了認可，證實其符合國際先進水平，這一技術(shù)不僅得到了很多項國家發(fā)明專利，而且還申請了歐洲的專利，同時逐步實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。從1999年開始，中科院金屬研究所開始開展抗菌不銹鋼及其結(jié)構(gòu)控制的研究，同時擁有了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的兩種類型的抗菌不銹鋼，一種是鐵素體，另一種是奧氏體，而且經(jīng)過成果鑒定達到了國際同類產(chǎn)品的先進水平。

4相關(guān)機理研究狀況

我國最開始關(guān)于無機抗菌材料的研究成果是多孔材料載銀體系，有十多家單位先后做過關(guān)于處理銀離子抗菌材料變色方面的基礎(chǔ)研究工作。比如說，經(jīng)過一定表面包覆處理之后，能夠提高載銀或鋅沸石復(fù)合抗菌劑的顏色穩(wěn)定性;載銀磷酸鋯型抗菌劑在經(jīng)過顏色穩(wěn)定劑的添加，還有嚴格控制的制備工藝流程之后，其制備出的產(chǎn)品顏色會比較穩(wěn)定。

結(jié)語：綜上所述，無機抗菌材料在我國已經(jīng)得到了一定的發(fā)展，一些知名企業(yè)和政府相關(guān)部門的重視程度也很高。但是與一些高速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)比起來，其相關(guān)基礎(chǔ)研究的落后性比較明顯，尤其是有關(guān)無機抗菌材料抗菌作用機理和持久性的研究還需要更加深入。隨著無機抗菌材料的使用量越來越大，使用面也在不斷擴展當中，有關(guān)部門對于一些深層次的科學(xué)問題，還有環(huán)境安全問題一定要引起高度關(guān)注。

參考文獻

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