纳米抗菌材料的研究

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新型纳米抗菌材料的研究与应用

新型纳米抗菌材料的研究与应用

新型纳米抗菌材料的研究与应用第一章引言近年来,随着全球人口的不断增长以及现代社会的高度发展,各种疾病的爆发越来越频繁。

其中,细菌的感染是我们面对的最大挑战之一。

为了解决这一问题,科学家们一直在不断研究新型的抗菌材料。

而纳米材料越来越受到重视,因为它们可以具有出色的抗菌性能和良好的生物相容性。

本文将详细介绍新型纳米抗菌材料的研究进展和应用及其在未来的发展。

第二章纳米抗菌材料的研究进展2.1 纳米抗菌材料的定义和分类纳米抗菌材料是指具有纳米尺度的特征尺寸并具有抗菌性能的材料。

根据其材料本身和制备方法的不同,可以将其分为无机纳米材料、有机纳米材料和生物纳米材料。

其中,无机纳米材料如银纳米材料和金纳米材料等,因其具有很高的抗菌性能而被广泛应用。

有机纳米材料如聚合物纳米材料和碳纳米管等可以通过后处理的方式改善其抗菌性能。

生物纳米材料则是利用生物体内的天然纳米材料,如蛋白质、病毒和细胞壁等,具有良好的生物相容性和较强的抗菌性能。

2.2 纳米抗菌材料的制备方法目前,纳米抗菌材料的制备方法主要包括物理法、化学法和生物法。

物理法如机械研磨法和热溶法等主要用于制备粒径较大的纳米材料。

化学法如溶胶-凝胶法和水热法等可以制备粒径均匀、纯度高的纳米材料。

生物法如微生物发酵和植物提取等,可以制备生物来源的纳米材料。

2.3 纳米抗菌材料的抗菌机制纳米抗菌材料的抗菌机制主要包括两个方面:一是通过直接接触破坏菌体膜,使其死亡;二是通过释放出抑制菌生长的物质,如金属离子、氧化还原物和生物分子等,从而抑制菌的繁殖和生长。

第三章纳米抗菌材料的应用3.1 医用领域纳米抗菌材料在医疗领域中具有广泛的应用前景。

其主要应用于医用器械、手术衣、口罩、消毒液和医用纤维等。

其中,银离子是目前最常见的纳米抗菌材料,可以用于各类医用器械的表面涂层和生物纺织品的处理,具有阻止微生物生长和繁殖的作用。

3.2 食品安全领域纳米抗菌材料可以在食品加工过程中被添加,从而提高食品的安全性和品质。

纳米材料在抗菌材料中的性能与应用研究

纳米材料在抗菌材料中的性能与应用研究

纳米材料在抗菌材料中的性能与应用研究随着科学技术的不断发展,纳米材料的研究与应用已成为当前科学界的热点之一。

在医疗领域中,纳米材料的应用也引起了广泛的关注。

其中,纳米材料在抗菌材料中的性能与应用研究备受关注。

抗菌材料是一种能抑制或杀灭细菌、真菌、病毒等微生物生长的材料。

常见的抗菌材料包括银离子材料、聚合物材料和纳米材料等。

然而,由于长期使用抗生素和消毒剂的滥用,导致许多微生物对常见的抗菌材料产生了抗药性。

因此,开发新型的抗菌材料以应对抗药性微生物的需求变得尤为重要。

纳米材料作为一种具有独特结构和性能的材料,在抗菌材料中表现出许多优势。

首先,纳米材料具有较大比表面积,这意味着纳米材料相同质量下的表面积较大,有利于与微生物的作用。

其次,纳米材料具有尺寸效应和量子效应,这使得纳米材料具有独特的物理和化学性质。

最后,纳米材料具有显著的固体和液体相互作用的效果,这使得纳米材料与微生物之间的相互作用更加复杂和多样化。

纳米银是纳米材料中最常用的抗菌材料之一。

银具有广谱抗菌作用,能够杀灭多种细菌、病毒和真菌。

纳米银具有较大的比表面积和独特的物理化学性质,能够与微生物的细胞膜、细胞壁和细胞内的蛋白质发生反应,破坏其结构和功能,从而抑制或杀灭微生物。

除了纳米银,一些其他的纳米材料也被广泛研究用于抗菌材料中。

例如,纳米氧化锌、纳米二氧化钛和纳米碳材料等都显示出一定的抗菌活性。

这些材料具有独特的光催化性质,可以利用紫外光或可见光产生活性自由基,破坏微生物的细胞膜和细胞内的核酸、蛋白质等重要生物分子,从而实现抗菌效果。

此外,纳米材料还可以通过调控材料的表面形貌和结构来实现抗菌性能的提升。

例如,利用纳米材料的疏水性能和抗菌剂之间的相互作用,可以制备出具有超疏水性能的抗菌材料。

这种材料能够使微生物无法附着在其表面上,从而实现抗菌效果。

纳米材料在抗菌材料中的应用不仅局限于医疗领域,还具有广泛的应用前景。

例如,在食品包装领域,纳米材料可以用于制备具有抗菌性的食品包装膜,有效地抑制食品中的微生物生长,延长食品的保鲜期。

纳米涂料的抗菌性能及应用探讨

纳米涂料的抗菌性能及应用探讨

纳米涂料的抗菌性能及应用探讨在当今科技迅速发展的时代,纳米技术已经在众多领域展现出了其独特的魅力和巨大的应用潜力。

其中,纳米涂料作为一种新型的功能性材料,凭借其出色的抗菌性能,逐渐成为了研究和应用的热点。

纳米涂料之所以能够具备抗菌性能,关键在于其独特的纳米结构和成分。

纳米尺度的粒子具有较大的比表面积,这使得它们能够与细菌等微生物充分接触,并通过多种机制发挥抗菌作用。

常见的纳米抗菌材料包括纳米银、纳米氧化锌、纳米二氧化钛等。

以纳米银为例,银离子本身就具有较强的抗菌活性。

在纳米尺度下,其表面积大幅增加,从而释放出更多的银离子,能够更有效地破坏细菌的细胞膜、干扰细菌的代谢过程,最终导致细菌死亡。

纳米氧化锌则通过产生氧自由基来破坏细菌的细胞结构,实现抗菌效果。

纳米二氧化钛在光照条件下能够激发产生强氧化性的物质,对细菌进行氧化分解。

纳米涂料的抗菌性能具有诸多显著的优点。

首先,其抗菌效果持久且高效。

与传统的抗菌剂相比,纳米粒子在涂料中的分散更加均匀稳定,不易流失和失效,能够长时间保持良好的抗菌性能。

其次,纳米涂料具有广谱抗菌性。

它不仅能够有效抑制常见的细菌,如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等,还对一些真菌、病毒等微生物有一定的抑制作用。

再者,纳米涂料的使用相对安全环保。

由于纳米粒子的使用量较少,且其抗菌作用机制相对温和,对人体和环境的潜在危害较小。

纳米涂料的抗菌性能在众多领域都有着广泛的应用。

在医疗领域,医院的墙壁、医疗器械的表面涂层等都可以采用纳米涂料,有效减少交叉感染的风险。

例如,病房内的墙壁涂上纳米抗菌涂料后,能够抑制病菌的滋生和传播,为患者提供更清洁、安全的治疗环境。

手术器械经过纳米涂料处理后,可以降低术后感染的几率,提高手术的成功率。

在食品工业中,纳米涂料可应用于食品包装材料。

通过在包装材料表面涂覆纳米抗菌涂层,可以延长食品的保质期,防止食品受到细菌、霉菌等微生物的污染。

这对于保障食品安全、减少食品浪费具有重要意义。

纳米抗菌材料国内外研究现状

纳米抗菌材料国内外研究现状

1.国内外研究现状和发展趋势(1)多尺度杂化纳米抗菌材料的国内外研究进展Ag+、Zn2+和Cu2+等金属离子具有抗菌活性,且毒性小、安全性高而被广泛用作抗菌剂使用。

但是,由于其存在易变色、抗菌谱窄、长效性差、耐热性和稳定性不好等缺点而成为其进一步发展的障碍。

相比而言,纳米银、纳米金、纳米铜、纳米氧化锌等纳米材料则可以在一定程度上克服这些问题。

例如纳米银,在抗菌长效性和变色性方面均比银离子(多孔纳米材料负载银离子)抗菌剂有显著改善,而且其毒性也更低(Adv. Mater. 2010);关于其抗菌机理,被认为是纳米银释放出银离子而产生抗菌效果(Chem. Mater 2010,ACS Nano 2010)。

纳米金也有类似的效果(Adv. Mater. Res.2012),尽管活性比纳米银稍差,但其对耐药菌株表现出良好的抗菌活性(Biomaterials 2012)。

铜系抗菌材料可阻止“超级细菌”(NDM-1)的传播(Lancet Infec.Dis.2010)。

活性氧化物是使用时间最长、使用面最广泛的一类长效抗菌剂,其中氧化锌是典型代表,特别是近年来随着纳米技术的发展,一系列低维结构氧化锌的出现,为氧化锌系抗菌材料提供了极大的发展空间,由于其良好的安全性,氧化锌甚至可用于牙科等口腔材料(Wiley Znter Sci.,2010)。

本项目相关课题组多年的研究发现,ZnO的形貌差异、结构缺陷和极化率等都会影响其抗菌活性(Phys. Chem. Chem. Phys. 2008);锌离子还可以与多种成分杂化,产生协同抗菌活性而提高其抗菌性能(Chin. J. Chem. 2008, J. Rare Earths 2011)。

利用杂化纳米材料结构耦合所带来的协同作用提高纳米材料的抗菌活性是近年来的研究热点。

例如:纳米铜与石墨烯杂化体系中存在显著的协同抗菌作用(ACS Nano2010)。

用络氨酸辅助制备的Ag-ZnO杂化纳米材料,表现出良好的抗菌和光催化性能(Nanotechnology 2008);但是Ag的沉积量过大,催化活性反而有所降低(J. Hazard. Mater. 2011)。

纳米材料的抗菌性能研究

纳米材料的抗菌性能研究

纳米材料的抗菌性能研究纳米材料是具有尺寸在纳米级别的物质,其特殊的结构和性质在不同领域具有广泛的应用前景。

近年来,科学家们对纳米材料的抗菌性能进行了深入研究,探索其在医疗和食品安全等方面的潜在用途。

本文将探讨纳米材料的抗菌性能研究领域的一些重要进展。

抗菌性能是纳米材料广受关注的一个重要特性。

传统的抗菌方法,如化学药剂和物理灭菌,往往存在着副作用和局限性。

然而,纳米材料通过其特殊的结构和功能带来了新的解决方案。

纳米颗粒的尺寸远小于细菌和病毒的尺寸,使其可以穿透细胞膜并破坏细胞结构。

此外,纳米材料表面的高比表面积也有利于与细菌相互作用,从而抑制其生长。

因此,纳米材料展现出了卓越的抗菌性能。

银纳米颗粒是目前研究最为广泛的一类纳米材料。

银离子的抗菌活性已经被广泛证明,而银纳米颗粒在材料表面的释放具有持久的抗菌效果。

研究表明,银纳米颗粒可以抑制多种细菌和真菌的生长,包括耐药菌株。

此外,银纳米颗粒还可以作为抗菌剂纳入纺织品和聚合物中,有效地提高这些材料的抗菌性能。

除了银纳米颗粒,其他纳米材料也被广泛研究用于抗菌应用。

碳纳米管、二氧化钛纳米颗粒和氧化锌纳米颗粒等材料也展现出了优秀的抗菌性能。

碳纳米管的高比表面积和独特的结构特性使其具有卓越的抗菌效果。

而二氧化钛和氧化锌纳米颗粒则通过产生活性氧物种和破坏菌体结构来实现其抗菌作用。

这些纳米材料的抗菌性能在医疗器械、包装材料和水处理等领域有着广泛的应用潜力。

纳米材料的抗菌性能研究还面临一些挑战和问题。

首先,纳米材料的生物安全性仍然是一个关键问题。

虽然纳米材料能够有效抑制细菌的生长,但对于人类和环境的潜在毒性尚不完全了解。

因此,相关的毒性评估和安全性研究非常必要。

其次,纳米材料的稳定性和长期持久的抗菌效果也需要进一步改进。

在实际应用中,纳米材料的抗菌效果可能会受到周围环境和物质的影响,因此需要进行更多的研究来优化其抗菌性能。

总的来说,纳米材料的抗菌性能研究在医学、食品安全和环境保护等方面具有重要的应用前景。

抗菌与抗病毒纳米材料的研究与应用

抗菌与抗病毒纳米材料的研究与应用

抗菌与抗病毒纳米材料的研究与应用近年来,抗菌与抗病毒纳米材料的研究与应用越来越受到关注。

这些纳米材料能够在微观尺度上改变细菌和病毒的生物活性,使其失去致病能力,从而有效地预防和治疗感染性疾病。

纳米材料的研究不仅为医学提供了新的治疗思路,也为生态环境和公共卫生保障提供了新的手段。

一、抗菌纳米材料的研究与应用1. 银纳米材料银纳米材料具有较强的抗菌能力,能够破坏细菌细胞膜和细胞内蛋白质结构,抑制其生长和繁殖。

近年来,银纳米材料被广泛应用于医疗器械、食品包装等领域。

例如,一些医用外科手术器械的表面涂覆银纳米材料,可以有效降低手术感染率。

同时,银纳米材料也可以应用于饮用水净化、环境卫生等领域,保障公众健康和生态环境。

2. 氧化铜纳米材料氧化铜纳米材料具有一定的抗菌能力,能够通过氧化还原反应抑制细菌细胞的呼吸作用,从而破坏其细胞壁和膜结构。

氧化铜纳米材料有着良好的稳定性和生物相容性,可以用于医用材料和食品工业等领域。

3. 石墨烯纳米材料石墨烯纳米材料具有极强的物理化学性质和生物相容性,能够有效地杀灭多种细菌和病毒。

其特有的薄膜结构和高比表面积,使其成为制备高效抗菌材料的理想选择。

石墨烯纳米材料可以应用于食品、饮用水净化、环境卫生等领域。

二、抗病毒纳米材料的研究与应用1. 多肽纳米材料多肽纳米材料是一种新型抗病毒材料,能够通过结构特异性识别和包埋病毒,从而抑制其复制和感染。

例如,糖基化多肽纳米材料能够有效地抑制人类免疫缺陷病毒(HIV)的繁殖,对于治疗艾滋病有一定的潜力。

2. 生物大分子纳米材料生物大分子纳米材料是一种具有天然生物活性的分子,在纳米尺度下展现出了新的物理化学性质和生物学特性。

例如,研究者们利用大豆蛋白质和DNA分子制备了一种抗病毒纳米材料,能够有效地捕捉并杀死流感病毒。

3. 金簇纳米材料金簇纳米材料是一种新型抗病毒材料,能够通过不同机制杀灭多种病毒。

研究者们发现,金簇纳米材料能够结合并杀死人类乙型冠状病毒,对于治疗新冠病毒有一定的应用前景。

纳米抑菌实验报告

纳米抑菌实验报告

一、实验背景随着科技的发展,纳米技术在各个领域得到了广泛应用。

纳米抑菌技术作为一种新型抗菌方法,具有高效、广谱、低毒等优点,引起了广泛关注。

本实验旨在探究纳米材料在抑菌方面的性能,为纳米抑菌技术的应用提供实验依据。

二、实验目的1. 评估纳米材料对常见细菌的抑菌效果;2. 探究纳米材料抑菌的机理;3. 为纳米抑菌技术的应用提供实验数据。

三、实验材料与方法1. 实验材料:(1)纳米材料:银纳米粒子、二氧化钛纳米粒子、氧化锌纳米粒子等;(2)实验菌株:金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌等;(3)实验试剂:琼脂、牛肉膏、蛋白胨、生理盐水等;(4)实验仪器:高压蒸汽灭菌器、恒温培养箱、电子天平、移液器、培养皿、比色皿等。

2. 实验方法:(1)制备纳米抑菌剂:将纳米材料与生理盐水按一定比例混合,制备成纳米抑菌剂;(2)制备菌悬液:将实验菌株接种于牛肉膏蛋白胨培养基,37℃恒温培养24小时,用生理盐水调整菌悬液浓度为1×10^8 CFU/mL;(3)抑菌实验:将制备好的菌悬液均匀涂布于琼脂平板上,滴加一定量的纳米抑菌剂,37℃恒温培养24小时;(4)观察结果:观察并记录菌落生长情况,计算抑菌率;(5)抑菌机理研究:通过扫描电镜、透射电镜等手段观察纳米材料与细菌的相互作用。

四、实验结果与分析1. 纳米材料对常见细菌的抑菌效果(1)银纳米粒子对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抑菌率分别为96.2%、95.4%;(2)二氧化钛纳米粒子对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抑菌率分别为93.5%、92.8%;(3)氧化锌纳米粒子对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抑菌率分别为92.1%、91.3%。

2. 纳米材料抑菌机理研究通过扫描电镜观察,发现纳米材料与细菌之间存在吸附作用。

纳米材料表面的羟基、羧基等官能团可以与细菌表面的氨基酸、糖类等分子发生相互作用,导致细菌膜损伤、细胞内物质泄漏等,从而抑制细菌生长。

五、结论1. 纳米材料对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等常见细菌具有显著的抑菌效果;2. 纳米材料抑菌机理主要是通过吸附作用,导致细菌膜损伤、细胞内物质泄漏等;3. 本实验为纳米抑菌技术的应用提供了实验依据,有助于推动纳米抑菌技术的发展。

纳米抗菌材料在我国木工行业应用的研究进展及展望

纳米抗菌材料在我国木工行业应用的研究进展及展望

纳米抗菌材料在我国木工行业应用的研究进展及展望摘要:纳米抗菌材料在木工行业的应用近年来备受关注。

本研究旨在评估不同纳米材料对木材的抗菌性能,以及其在木工制品生产中的潜在应用。

通过引入纳米银、纳米二氧化钛和纳米氧化锌等抗菌材料,对木材进行涂层处理和掺杂改性,并通过一系列实验和测试评估其抗菌性能和抑菌机制。

结果表明,纳米抗菌材料能够有效抑制木材表面的细菌和真菌生长,提高木材的抗菌性能。

在实际应用方面,纳米抗菌材料被成功应用于木材保护、家具制造和室内装饰等领域,取得了显著的抗菌效果。

然而,纳米抗菌材料在应用过程中仍存在一些挑战,如材料稳定性、生态环境影响等问题。

因此,未来的研究需要进一步改进纳米材料的制备方法,优化其性能和应用效果,并对其安全性和环境影响进行全面评估。

总的来说,纳米抗菌材料在中国木工行业具有广阔的应用前景,可以为木材的保护和品质提升提供新的解决方案。

关键词:纳米抗菌材料;木工行业;进展引言随着社会发展和人们对健康环境的日益重视,纳米抗菌材料作为一种新兴的技术手段在各个领域引起了广泛关注。

木工行业作为重要的制造业领域,对于抗菌性能的需求日益迫切。

传统的木材保护方法往往存在一定局限性,无法有效抑制微生物的生长,导致木材表面易受污染和腐败,影响使用寿命和品质。

1 纳米抗菌材料概述纳米抗菌材料是指具有纳米尺度结构并具有抗菌性能的材料。

纳米尺度的特殊结构赋予了这些材料独特的物理、化学和生物学特性,使其能够有效抑制微生物的生长,包括细菌、真菌、病毒等。

常见的纳米抗菌材料包括纳米银(nanosilver)、纳米二氧化钛(nanotitanium dioxide)、纳米氧化锌(nanozinc oxide)等。

这些材料通常以纳米颗粒的形式存在,具有高比表面积、较大的活性表面,以及更强的抗菌性能。

纳米抗菌材料的抗菌机制主要包括以下几个方面:破坏细胞膜:纳米颗粒的高比表面积和活性表面能够与微生物的细胞膜接触并破坏其结构,导致细胞内容物外漏,从而杀死微生物。

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抗菌材 料的 应用 领 域 E [ l l
表 1 抗菌剂性能Βιβλιοθήκη 较项目有机抗 菌剂
普通无机
抗 菌剂
纳米无机
抗 菌剂
主要成分
抗 菌效 果
耐热温 度
酸、 酚、 醇
沸石+A g ,
Z n, Cu
纳米粉体 +
Ag , Z n , C u >9 5 %
1 3 0 0 0 C
其中纳米 T i O : 具有价廉无毒、 催化活性高、 氧化能力强、 稳定性 好、 易制备成透明薄膜等特点, 作为光催化抗菌建筑材料( 抗菌 陶瓷、 玻璃等) , 它将直接利用太阳光、 荧光灯中的紫外光部分作 为激发光源 , 具有较好的净化空气、 抗菌、 污水处理、 自清洁等光 催化效应, 在化工环保方面展示了广阔的应用前景, 已成为新一 代的抗菌材料和环境净化材料[ s . a l 。本文以纳米 T O: 为代表介 绍光催化氧化的基本原 理和抗菌杀菌作用的机理。 T i O : 禁带宽度为 3 . 2 e V, 当用 波长(3 8 7 . 5 n m 的光照射 时, 价带上的电子被激发, 越过禁带进人导带, 同时在价带上产 生相应的空穴。 电子与空穴分离并迁移到粒子表面的不同位置, 从而参与加速氧化还原反应 , 还原和氧化吸附在表面上的物质。 光致空穴具有很强的得 电子能力 , 可夺取颗粒表面的有机物或 体系中的电子 , 使原本不吸光的物质被活化而氧化, 而导带上的 光生电子又具有强还原性。活泼的电子、 空穴穿过界面, 分别还 原和氧化吸附在颗粒表面的吸附物。粒子的能带状况及被吸附 物质的氧化还原电势决定了粒子光催化反应的能力。 在热力学上可行的光催化氧化还原反应, 要求受体电势比 粒子导带电势低, 给体电势比粒子价带电势高, 才能供电子给空 穴。 迁移到表面上的光致电子和空穴既能加速光催化反应, 也存 在电子与空穴复合的可能 , 时间在纳秒到皮秒范围内。 当存在合
D 9 5 =1 0 p t m
细度
应用 领域
全溶解
塑料制 品
D s o =4  ̄ 6 p m
塑料 制 品
、 化纤 陶瓷 、 橡 塑制 品
将纳米抗菌剂添加到材料中, 制成纳米抗菌材料 , 使制品除
保持原 有应用性 能之外 还具有 优 异 的纳米 材料 特性 和抗 菌功
能。 在抗菌材料被广泛应用的今天, 无疑具有重要的意义 。 纳米 抗菌材料与普通抗菌材料相比, 具有耐老化、 耐高温、 综合性能
优 良、 抗菌性稳定、 长久等优点 , 扩大了应用范围, 提高了应用等 级。表 1 比较了几种抗菌剂性能和应用领域C z l
1 纳米材料光催化氧化抗菌机理
用于光催化的纳米粒子有 T i 0 2 , Z n O, F e 2 O l , C d S , WO 。 等,
0+e -0-
0一 +h + -0
・ 0 2 - , o及 h 十 可与 T i O : 上吸附的水分子或氢氧根反应:
・ O2 + H2 O  ̄ HO , .+ OH-
O + H2 0 -2. O H
h + +O H- -O H HO, ・+ HO, ・ -H2 02 + 02
s t a n d a r d s
抗菌材料是近年来国际上新兴的与人类健康发展、 环境保 护等密切相关的生态环境材料 。 在世界发达国家和地区, 抗菌材 料的研究与应用极为广泛 。最先研究的为有机锡、 酸、 酚等化学 物质合成的有机抗菌材料 , 主要应用在纤维织物上 。 有机抗菌材 料具有短期高效杀菌效果 , 但安全性和化学稳定性差 , 易产生微 生物耐药性, 尤其耐热性差 ( <2 0 0 ' C ) 是其最大的弱点 , 导致其 在应用中不适应高温加工, 高温分解产物甚至有毒。2 0 世纪 8 0 年代研究出的无机抗菌材料无毒、 广谱抗菌、 抗菌时效长、 不产 生耐药性 , 特别是有突出的耐热性( 6 0 0 ^ 1 0 0 0 0 C ) , 大大拓宽了
( " O O H) 和双氧水( H Z O Z ) 。另外, 活性羚基也可相互合并生成 双氧水。" O H具有较高的反应活性 , 几乎能完全分解各类有机 物, 使之生成 C O Z , H 2 O和其它无毒副作用的小分子产物。T 2 O i 光催化反应过程如下:
T i 0 2 +h u -e +h + 0 , +e - ・ 02 -
关 键词 纳米抗菌材料 抗菌机理 表面处理 超声波 评价标准
Re s e a r c h o f t h e Na n o An t i b a c t e r i a l Ma t e r i a l s
C H E N B a o s h u L UA N D a o c h e n g
b y
H2 0 2 } 2・ OH
HZ O 2 + 0 2 - -0H- +・ O H 十02
" O H ( H 0 2 " , O或 h + ) +有机物、活性中间体 ̄
e 与h 十 分别代表 T i 0 2 表面产生的电子与空穴, 它们与吸
附T i O : 表面上的 0 : 和 H2 O反应 , 生成超氧离子 0 2和 ・ O H,
" 0 2是一种强还原剂, 能使几乎所有的有机物分解, 从而起到 杀菌、 防霉、 除臭作用 , 其杀菌效能远远高于传统的杀菌剂( 如 氯、 次氯酸盐和过氧化氢等) 。 活性经基 ( ・ O H) 、 超氧离子 ( ・ 0 2 - ) 、 过经基 ( ・ O O H) 和 双氧水( H 2 0 2 ) 都可与生物大分子( 如脂类、 蛋 白质、 酶类以及核 酸大分子) 作用 , 通过一系列链式氧化反应直接破坏生物细胞的 结构。以 ・ O H为例, 它可攻击有机物的不饱和键或抽取其 H
C OZ +H2 0+ ( C 1 一 )
李小兵等[ E 7 1 利用超声波制备了环氧树脂( E P ) / 纳米S i 0 2 复
合材料 , 发现超声波可以明显促进纳米 S i 0 : 在E P中的分散。 黄 锐等[ C a l 在聚苯乙烯( P S ) / 纳米 C a C 0 3 复合材料熔体中直接引人 超声波, 以改善纳米 C a C 0 3 在P S基体中的分散程度和提高纳 米C 3 O a 与P S 基体的界面粘接强度。 结果表明, 超声波可较大 幅度地提高复合材料的性能, 为熔体分散法制备聚合物/ 纳米粒 子复合材料提供了一种新方法。
短期好, 广谱, 中长期 , 广谱 , 长期 , 稳定 , 广谱 ,
>9 5 0 0
2 0 0 0 C
>9 5 0 0
3 0 0 ^ - 4 0 0 0 C
加工性
有气味 ,
易挥发
高温变色
无味不变色 , 分散性好 D s o =O . 5 f c m
・5 4・
材料导报
2 0 0 4 年1 0月第 1 8 卷专辑 l l
纳米抗菌材料的研究 ‘
陈宝书 染道成
( 西华大学材料科学与工程学院纳米材料研究所, 成都 6 1 0 0 3 9 ) 介绍了纳米杭菌材料的特点和杭菌机理, 摘要 概述 了纳米抗菌材料的表面处理和制备方法以及国内外抗菌 性能的测试方法和评价标准 , 探讨 了抗菌材料的应用领域和发展前景。
Ke y w o r d s n a n o - a n t i b a c t e r i a l m a t e r i a l s , a n t i b a c t e r i a l m e c h a n i s m, s u r f a c e d i s p o s a l , u l t r a s o u n d , e v a l u a t i v e
。5 5。
2 纳米抗菌粒子的表面处理和分散
2 . 1 纳米抗菌粒子的表面处理
纳米粒子具有极高的表面能, 容易使微粒 团聚在一起并形 成尺寸较大的团聚体。这种团聚体使纳米粒子以团聚体而不是 以原生粒子分散在基体之 中, 成为影响纳米复合材料性能的主 要因素。 采用表面活性剂对纳米粒子进行表面处理。活性剂吸附在 粒子表面形成微胞状态, 粒子间产生相互排斥力, 不发生接触 , 从而防止了团聚体的产生。 据电镜观察发现, 复合粒子表现出良 好的分散状态, 出现一定数量的原生颗粒分布, 无大团聚体。表 面改性使粒子表面形成了包覆膜 , 改善了粒子的分散性和与基 材的相容性困。
, 基金项 目: 四川省应用基础研究资助项 目( ( 0 4 2 2 8 7 ) ; 四川省特种材料及制备技术重点实验室开发基金项 目 陈宝书: 男, 1 9 7 7 年 出生, 硕士研究生 奕道成: 男, 1 9 6 4 年生, 教授, 博士
万方数据
纳米抗菌材料的研究/ 陈宝书等
适的俘获剂时, 电子和空穴的重新合并受到抑制 , 就会在表面发 生氧化还原反应。 从动力学观点看 , 只有在有关的电子受体和电 子供体预先吸附在催化剂表面时, 界面电荷的传递和被俘获过 程才会更有效, 光催化反应速率加快 , 反应更具竞争力。 价带空穴和导带电子分别起氧化剂和还原剂的作用, 空穴 一般与表面吸附的 H 2 O或 H O 一 离子反应形成具有强氧化性的 活性经基( ・ O H) , 电子则与表面吸附的氧分子反应, 生成超氧 离子 ( . 0 - 2 ) 。超 氧离 子 可 与水 进 一 步 反 应 , 生成 过经基 来杀灭细菌[ s 7
( C o l l e g e o f Ma t e r i a l s a n d E n g i n e e r i n g , X i h u a U n i v e r s i t y , C h e n g d u 6 1 0 0 3 9 ) Ab s t r a c t T h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e c h a r a c t e r i s t i c s a n d a n t i b a c t e r i a l m e c h a n i s m s o f n a n o - a n t i b a c t e r i a l m a t e - r i a l s , s u m m a r i z e s t h e i r s u r f a c e d i s p o s a l a n d p r e p a r a t i o n m e t h o d s a s w e l l a s t h e t e s t i n g m e t h o d s a n d t h e e v a l u a t i v e s t a n d a r d s a t h o m e a n d a b r o a d . I n a d d i t i o n , i t d i s c u s s e s t h e a p p l i c a t i o n f i e l d s a n d d e v e l o p m e n t i n t h e f u t u r e .
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