无机纳米抗菌剂PPT课件
纳米抗菌原理
纳米抗菌原理
纳米技术是近年来备受关注的研究领域之一,其在医疗、环保、食品安全等领域都有着广泛的应用前景。其中,纳米抗菌技术作为纳米技术的一个重要应用方向,对于解决传统抗菌材料存在的问题具有重要意义。本文将重点介绍纳米抗菌原理及其在各个领域的应用。
纳米抗菌原理的核心在于纳米材料的特殊性质,纳米材料具有较大的比表面积和较高的表面活性,这使得纳米材料与细菌、病毒等微生物有更加密切的接触,并能够更有效地破坏其细胞膜结构,从而达到抑制微生物生长的目的。此外,纳米材料本身也具有一定的光催化和生物活性,能够产生一定的氧化性物质,对微生物产生杀菌作用。
在医疗领域,纳米抗菌技术被广泛应用于医用器械、医用纺织品等领域。例如,纳米银材料被制成纳米银抗菌剂,可以加工成医用口罩、医用敷料等产品,具有较好的抗菌效果。另外,纳米二氧化钛材料也被应用于医疗设备的表面涂层,能够实现设备表面的自洁和抗菌,减少交叉感染的风险。
在环保领域,纳米抗菌技术也有着重要的应用价值。例如,纳米材料可以被应用于水处理领域,通过其抗菌性能去除水中的细菌、病毒等微生物,提高水质的安全性。此外,纳米材料还可以被应用于空气净化领域,通过其光催化性能去除空气中的有害气体和微生物,改善室内空气质量。
在食品安全领域,纳米抗菌技术也有着重要的应用前景。纳米包装材料可以被应用于食品包装领域,通过其抗菌性能延长食品的保鲜期,减少食品腐败和变质的风险。另外,纳米材料还可以被应用于食品加工设备的表面涂层,提高设备的抗菌性能,保障食品加工的安全卫生。 总的来说,纳米抗菌技术以其独特的抗菌原理和广泛的应用前景受到了广泛关注。随着纳米技术的不断发展和完善,相信纳米抗菌技术将在医疗、环保、食品安全等领域发挥越来越重要的作用,为人类健康和生活质量的提升做出更大的贡献。
纳米银及其抗菌应用技术
纳米银及其抗菌应用技术 资讯与基础常识
日29月10年2009 ) 制(厦门博正科技有限公司. .
目 录
3................................................................................................................................ 认识纳米银 第1章
3 ................................................................................................................ 章 纳米银杀菌知多少?第2
3 ....................................................................................................................................... 2.1广谱抗菌
4 ....................................................................................................................................... 2.2强效杀菌
4 ....................................................................................................................................... 2.3渗透性强
4 ....................................................................................................................................... 2.4修复再生
纺织品用无机抗菌剂
一38一 化乡 园地 精细化工原料及中间体 2007年第12期
纺织品用无机抗菌剂 无机抗菌剂是具有抗菌性的金属离子等无机物 及其与无机载体的复合体。 1按作用于微生物的机理分类 1.1负载型无机抗菌剂 负载有金属或金属离子的无机物称为接触性或 载体类抗菌剂,此类抗菌剂根据其载体类型的不同 又可分为沸石抗菌剂、磷酸复盐抗菌剂、硅胶抗菌 剂、膨润土抗菌剂、可溶性玻璃抗菌剂等.负载性抗 菌剂载体与抗菌机理关系密切.抗菌机理有两种: (1)金属离子溶出型抗菌机理,即通过载休缓释 Ag 、Cu 、Zn 等来阻止微生物的繁殖和发挥杀菌 作用,溶出的金属离子(特别是Ag )可与细胞及膜 蛋白质结合,导致细胞立体结构损伤(变性作用),产 生机能障碍.而到达细胞内的金属离子又可对酶以 及DNA的功能产生障碍;(2)金属离子非溶出型抗 菌机理,即认为不溶出的金属离子也有杀菌作用,如 可见光使载银磷锆中电子被激发.被激发的电子与 吸附在银离子上的氧反应,使之还原成活性氧和过 氧化物,Ag 等在这里起了催化作用,另外,失去电子 而带正电的空穴则可氧化水中OH一生成・OH.这样 生成的负离子o 一的-oH等都具有很强的氧化还原 作用,从而可产生持久的抗菌效果。 1.2光触媒抗菌剂(以二氧化钛为代表) 二氧化钛是一种半导体.当含有紫外线的光照 射到二氧化钛时,会产生电子(e一)和空穴(h ),产生 的电子和空气中的组分反应.生成过氧化氢(还原反 应): e一+O2+H2_+H2o2 空穴与抗菌剂表面的微量水分反应生成・oH (氧化反应): h +H2O_+・oH+H 过氧化氢和・OH可将细菌慢慢分解.并具有防 污、除臭功能。此外,ZnO、SnO 、wo,等均属此系 列。 2按组成分类 无机系列抗菌剂可分为元素型、氧化物型和多 种无机化合物的复配型以及无机与有机抗菌剂的复 合物型4大类,后两种统称为复合型,近年来,超微 细技术的发展将亚微米及纳米技术应用于无机抗菌 剂的制备.生产了纳米无机抗菌剂等性能更为卓越 的背后型无机抗菌剂,随着研究的深入,无机抗菌剂 的类型将不断增多,性能也将逐步提高,其应用也会 愈来愈广泛。 日本在无机抗菌剂的开发及抗菌纤维的制备方 面一直处于领先地位。近年来.多使用有机聚硅氧烷 与沸石复合的方法,例如.用有机聚硅氧烷、可水解 硅烷及酸的混合物对载银沸石进行表面处理.所得 的产品颜色稳定,还可以与树脂等高聚物很好地相 容,也可利用层间插入技术.将有机抗菌剂引入到用 银离子交换过的层状粘土的层间隙中.以提高其耐 热温度和对紫外线的稳定性。 国内的研究刚刚起步.例如.叶学军等发明的有 机硅季铵盐和银的复合物制成的抗菌剂应用于纺织 品上,具有良好的广谱抗菌性.对数种细菌都有抑菌 性。 我国科研人员近年也做了许多无机抗菌剂的研 究和开发工作,如舟山纳米材料有限公司开发的纳 米复合银系抗菌粉MFS350,以纳米SiO 为主要原 料,平均粒径小于90rim.具有高效快速、持久、广谱 抗菌等特点,可广泛用于化纤、塑料、涂料等各领域, 此外,浙江丽水金地亚纳米材料有限公司开发的 MOD纳米高性能无机抗菌剂.是结合了光催化抗 菌技术、金属离子抗菌技术和纳米制备技术而开发 的一种新型无机抗菌剂.改善了有机抗菌剂在使用 安全性、广谱抗菌持久性及耐热性等方面的不足,是 目前抗菌领域的最新技术.又如,中国纺织科学研究 院对纳米层状银系无机抗菌剂进行特殊处理后与聚 酯聚合物共混、造粒、纺丝.得到具有一定抗菌性能 的功能保健纤维.即纳米层状银系无机抗菌聚酯母 粒及纤维。 含银化合物都有一定变色问题,造成耐候性不 良.作为抗变色剂,天然或合成水滑石及其烧成物、 碱式碳酸铅、磷酸锆等已获得应用:表面活性剂、紫 外线吸收剂、抗氧剂也有一定作用,但均不够理想, 因此,安全、稳定、高效、价廉的变色抑制剂的开发已 成为研究热点之一.如西北有色金属研究院的张文 钲等.对载银无机抗菌剂变色抑制剂做了许多的工 作。 可靠、快速的抗菌性能检测方法的研究也值得 重视.用电导率法或MIC法评价静菌力;用菌落计 数法(MPN)、最小杀菌质量分数法(MBC)、比浊法 评价杀菌力,都有局限性.抗菌纤维及其制品的抗菌 性能检测方法.如抑菌圈法、统一试验法、浸渍法、滴 下法、振荡接触法等也仅是定性的评价,而且也不一 定适于特殊菌株。
纳米粒子无机抗菌剂
《国外丝绸》2002年第5期
纳米粒子无机抗菌剂
何中琴译 杨百春校
l 前言
无机抗菌剂足以住宅环境恶化、MRSA
(抗甲氧苯青霉素钠的金黄色葡萄球菌)和
0157骚动为背景,以舒适性为社会目标,从
卫生、安全、环境管理方面出发,定位于地区
社会,正使用于纤维、涂料、树脂等领域中。
无机抗菌剂几乎都是粉末型的,但这次介绍商
品名“ATOMYBALL”的则是纳米粒子无机抗
菌剂,是只有触媒化成工业公司出售的独特商
品。
2纳米粒子无机抗菌剂的特征
2.1 特性
照片1显示这次介绍的纳米粒子无机抗菌
刹的透射型电子显微镜照片。此外.表1表示
这种抗菌剂的特性。目前,有j种作为纳米粒
子无机抗菌剂出售。其中,L和S型是氧化钛
基;UA型是硅铝基。
在各种类型的纳米粒子无机抗菌剞的特性
中,S型的粒径最小,是呈纤维型的抗菌剂。
L和UA型的粒径比S型大些,各自呈米粒状
和球状。在纳米粒子的稳定性上,UA是L型
的改良照片一1透射型电子显型,是提高了稳
定性的抗菌性。
图i表示怍为这种纳米粒子抗菌剂代表的
“ATOMYBALL—L”粒度分布。这种纳米粒子:
抗菌剂的平均粒径为|0i'l/I1(1Cifl=10 rll-f1),这
种粒径和生命体中的最小病毒 寸榍同。
24 “ATOMYBALL”是以水为溶剂,色相呈半
透明的液体。在这种抗菌剂的母材t.使用符
合化妆品原料标准的、安全性高的钛或硅脂,
而作为抗菌性金属的银就固定在这种母材J 。
表1 “ATOMYBALL”特性
AToMYBALL ATOMYBAU ATUMYBALL 特性
—L 一S ~UA 形状 液体 液体 液体
色相 蓝色半透明 黄色半透明拔蓝色半透明 Ag一 Ag一 Ag—— 组成 ・Sio ’si Al2 ・Si 平均粒径 10nm 5van 15nm
分敞溶剂 水 水 水
pH 中性 中性 中性
2.2抗菌性
表2表示“ATOMYBAIL”对细菌的特异
(精选)纳米二氧化钛在物体表面的抗菌作用
纳米二氧化钛在物体表面的抗菌作用
纳米TiO2问世于20世纪80年代后期,是一种有着普遍用途的无机材料。因其独特的紫外线屏蔽、光催化作用、颜色效应等性能,在高级涂料、化妆品、废水处置、空气净化、杀菌和高效太阳能电池等方面有着广漠的应用前景。纳米二氧化钛(TiO2)作为光催化半导体无机抗菌剂,具有广谱抗菌功能,能抑制和杀灭微生物,并有除臭、防霉、消毒的作用,其本身化学性质稳固且对人体和环境无害,光催化作用持久,因此愈来愈取得世人青睐。
纳米TiO2的结晶有两种晶态:即金红石型和锐钛型。通常,金红石型的二氧化钛光催化能力差,而锐钛型的二氧化钛具有强光催化能力。锐钛型纳米TiO2在H2O、O2体系中发生光催化反映,产生的羟基自由基(HO·),能和多种细菌和臭体反映,而有效地灭菌和排除臭味,因此能够制成纳米TiO2抗菌剂。纳米TiO2抗菌剂具有将细菌及其残骸一路杀灭清除的能力,同时还能将细菌分泌的毒素也分解掉。而且纳米TiO2作为杀菌剂还具有以下几个特点:一是即效性好,如银系列抗菌剂的成效约在24h左右发生,而纳米TiO2仅需1h左右;二是TiO2是一种半永久维持抗菌成效的抗菌剂,不像其它抗菌剂会随着抗菌剂的溶出而成效慢慢下降;三是有专门好的平安性,与皮肤接触无不良阻碍。
本实验采纳了四种新型的纳米TiO2喷液(原液、复合液1#、复合液2斡、复合液3#)喷涂在瓷片和纸片上,并对其在瓷片和纸片应用中的杀菌成效进行了实验观看;同时咱们对涂有纳米TiO2喷液的部份瓷片通太高温预处置以后对其灭菌成效进行了观看实验。
1 材料与方式
菌种来源
大肠杆菌华南理工大学食物科学与工程学院实验室提供。
材料
培育基
营养肉汤培育基(g/100mL):酪蛋白胨,牛肉浸膏,。
MR-VP培育基(g/100mL):(月示)胨,葡萄糖,K2HPO4 ,pH值。
瓷片和纸片
瓷片:3cm×3cm的干净瓷片。
纸片:白度为85(%,ISO)的针叶木浆抄成定量为60g/m2的纸片,其中不加任何化学药品。
纳米产品及其抗菌原理
纳米产品及其抗菌原理
一、纳米材料基本知识
“纳米”是一种长度单位,1纳米为十亿分之一米。通常我们把材料超细化到纳米级(1~100nm) 的技术称之为纳米技术。纳米材料具有尺寸小、比表面积大等特点,将其进行表面改性后就成为纳米功能材料。
功能材料是21世纪材料的发展方向,我国在纳米技术、尤其是应用领域的研究开发,与美、日、德等国家齐头并进。随着人们物质生活水平的提高,人们对生活质量、健康环保的要求与日俱增,因此以纳米材料为代表的新型材料逐渐成为人们关注的热点,负离子空气净化、与人接触的物品用具的抗菌、防霉、自洁、食品保鲜、生物保暖、各种室外材料的防紫外、抗老化、抗辐射以及材料的抗静电都将成为人们生活中必不可少的需求。
二、纳米银系抗菌原理、安全性及功能
无机纳米银系抗菌剂的抗菌原理主要是银离子与细菌接触后,Ag+与细菌体蛋白酶上的巯基(-SH)结合在一起,使蛋白酶丧失活性,造成细胞固有成分被破坏产生功能障碍而死亡。反应如下:
在整个过程中, Ag+基本不损耗,这也决定了无机纳米银系抗菌剂的长效性。 无机纳米银系抗菌剂的经口毒性非常低,安全性能极高。国际上部分无机银系抗菌剂已被美国FDA认可为天然抗生剂。经医学部门和临床验证,无机银系抗菌适用的范围很广,如:感冒、咳嗽、扁桃腺炎、口臭、脚气、青春痘、盲肠炎、糖尿病、枯草热(有害于眼、鼻、口腔的过敏性疾病)、皮肤结核、淋巴腺炎、髓膜炎、寄生虫感染、肺炎、风湿症、白癣、猩红热、口腔败血症、疱疹、皮肤癌、葡萄球菌感染、连锁球菌感染、梅毒、所有病毒性疾病、胃溃疡、甲状腺炎、结膜炎、脑膜炎、肋膜炎、干癣、膀胱炎、白血病、皮肤炎、消化不良、艾滋病、前列腺炎以及擦伤等。
三、关于负离子
空气负离子被喻为空气维生素或生长素,是人类提神醒脑的保健空气。经过仪器测量发现,茂密的森林、海滩和充满活力的喷泉边,负离子的浓度较高,可以感到空气十分新鲜。然而在城市居室、办公室、宾馆、饭店、医院等室内的负离子含量较少,空气显得浑浊。所以,负离子对人体的健康、对人体保持精力充沛具有极大的作用。自英国学者威尔逊与法国学者埃尔斯特和格特尔证实空气负离子的存在后,人们对空气负离子的研究经历了近百年的发展,现在已经进入应用阶段。
纳米锌抗菌剂
纳米锌抗菌剂
纳米抗菌技术简介 无机抗菌粒子,主要是将天然的金属离子(锌离子)纳米化使其具有
抗菌功效,它的外层能形成螯合的分子结构,并与细菌外层结合,造
成细胞膜各种机制丧失,例如:营养物质的传送等,而细菌则因生理机制丧失进而死亡。此种纳米杀菌粒子,可有效进行抑制有害细菌的
滋长,达到其抗菌目的,是一种永久性的抗菌材料。 杀菌作用机制:带正电荷的锌离子与细菌接触时,因细菌的细胞
壁多为带负电荷,在正、负离子量不平衡的情况下产生拉力,导致细
菌的细胞壁被拉破而产生破洞,无法生(合)成细胞壁而影响繁殖。 锌离子穿破细菌细胞壁进行杀菌反应
当锌离子被负电荷吸引而至细菌体内,与内部的硫醇基(-SH)、氢氧基等官能基结合,使细菌细胞因蛋白质变质,无法正常进行催化其
他反应而影响代谢,直到细菌死亡并完全消失。
抗菌机制对人类等多细胞生物的安全性 细菌为原核细胞,其核蛋白体为70S,由30S和50S亚基组成。
哺乳动物是真核细胞,其核蛋白体为80S,由40S与60S亚基构成,因而它们的生理、生化与功能不同。纳米抗菌粒子主要成份对细菌的
核蛋白体有高度的选择性毒性,而不影响哺乳动物的核蛋白体和蛋白
质合成。
纳米锌无机抗菌剂性能及用途
纳米锌无机抗菌剂性能及用途
1.强大的抗菌作用:纳米锌无机抗菌剂具有广谱抗菌作用,能够有效杀灭细菌、真菌和病毒等微生物,对多种病原微生物都具有显著的杀菌效果。
2.长效持久的抗菌性能:纳米锌无机抗菌剂能够在材料表面形成抗菌保护层,该保护层具有长时间的抗菌效果,能够持续抑制微生物的生长和繁殖,确保材料始终保持洁净和卫生。
3.安全环保:纳米锌无机抗菌剂是一种无机抗菌材料,不含任何有害物质,对人体和环境无毒、无刺激性,使用安全可靠。与传统的有机抗菌剂相比,纳米锌无机抗菌剂具有更高的安全性和环保性。
4.耐高温抗化学品性能:纳米锌无机抗菌剂具有良好的耐高温性能,可在高温环境下保持抗菌效果不变,适用于各种耐高温要求的场合。同时,纳米锌无机抗菌剂对各种化学品的抗性也很好,能够在各种复杂的环境中保持抗菌效果。
1.医疗卫生领域:纳米锌无机抗菌剂可应用于医疗器械、手术衣、口罩、卫生纸等医疗材料和用品中,具有抗菌、防霉、抗病毒等功能,可有效帮助预防和控制医疗感染。
2.日用品领域:纳米锌无机抗菌剂可应用于洗手液、洗发水、肥皂、洗衣液、清洁剂等日常生活用品中,能够有效抑制细菌的繁殖,保持清洁卫生。
3.纺织品领域:纳米锌无机抗菌剂可应用于纺织品中,如床上用品、衣物、鞋袜等,能够在纤维表面形成抗菌保护层,实现纺织品的长效抗菌功能。 4.建筑材料领域:纳米锌无机抗菌剂可应用于墙面涂料、地板材料、卫生间设施等建筑材料中,能够有效抑制细菌的生长,改善室内环境卫生。
5.包装材料领域:纳米锌无机抗菌剂可应用于食品包装材料中,能够有效抑制食品污染微生物的繁殖,延长食品的保质期。
总之,纳米锌无机抗菌剂以其强大的抗菌作用和广泛的应用领域成为一种有潜力的新型抗菌材料。随着人们对卫生和健康的重视程度不断提高,纳米锌无机抗菌剂将会在各个领域得到更多的应用和推广。
纳米抗菌材料的分类、制备、抗菌机理及其应用
《中国粉体工业》2006年第2期
纳米抗菌材料的分类、制备、抗菌机理及其应用
沈海军史友进
(南京航空航天大学航空宇航学院,南京210016)
[摘要]全面阐述了纳米抗菌材料的分类、制备方法及其抗菌机理,介绍了纳米抗菌材料在建材、陶瓷洁具、纺织品、日用塑料等领域的
应用。本文的工作对相关工作者了解纳米抗菌材料的制备、抗菌性能与应用前景具有实际的参考价值。
[关键词]纳米抗菌材料,制备,抗菌机理
1.引言
纳米抗菌材料是近年来出现的一种特征尺寸在1~
100nm的新型保健抗菌材料。它克服了传统有机抗菌产
品在安全性、广谱性、抗药性和耐热加工性等方面的缺
陷,能满足人们生活舒适水平和卫生水平不断提高的要
求,已开始在建材、陶瓷洁具、塑料、纺织品等领域取
得应用[1,2]。目前,纳米抗菌材料的物理特性、制备技
术、性能测试等方面的研究已经开展[3,4],并取得了飞
速的发展,受到了世界各国的普遍关注。本文将从纳米
抗菌材料的分类、制备方法、抗菌机理以及应用等几个
方面出发,对纳米抗菌材料进行概述。通过本文,读者
可对纳米抗菌材料的制备、杀菌特性以及应用有较全面
的了解。
2.纳米抗菌材料分类
纳米抗菌材料按维数可分为零维纳米抗菌微粒、一
维纳米抗菌线、二维纳米抗菌膜和三维纳米抗菌块。按
材质来源可分为天然纳米抗菌材料、有机物纳米抗菌材
料及无机物纳米抗菌材料。除此之外,纳米抗菌材料还
可按材料的结构形态、载体类型和抗菌有效成分等进行
分类。
(1)按材料结构形态划分
纳米抗菌材料按结构形态可分为纳米抗菌微粒、纳
米抗菌固体和纳米抗菌组装结构。纳米抗菌微粒指的是
线度为~的具有抗菌功能的粒子的聚合体,这
种聚合体的几何尺寸一般在微米或亚微米量级,其形态也不限于球形,还有片状、棒状、针状、网状等。纳米
抗菌固体又称为纳米抗菌结构材料,是指由纳米抗菌微
粒聚集而成的凝聚体,该凝聚体的本身尺寸可以是宏
观;纳米抗菌固体又可进一步划分为纳米块状抗菌材
高效单体银和其他杀菌剂的对比
高效单体银和其他杀菌剂的对比
一、高效单体银和纳米银、银离子的化学性能和生产工艺对比
名称
颜色 主成分 PH值 颗粒大小 使用安全性 抗氧化性 简单鉴别方法 生产工艺
高效单体银 棕黄色或棕红色 单质银 小于6或大于8 在20-100
nm之间 纳米粒径大且分散均匀,颗粒稳定,不易积聚,无残存酸根离子,安全性最高。 不氧化 加入自来水不变色,不沉淀 生产技术工艺复杂,采用世界上最先进的旋转低温分散技术,加入高效稳定剂。采用此技术生产出来的高效单体银具有分散均匀、颗粒稳定、活性高且持久、抗菌作用更好的一系列优点。
纳米银 黄褐色或棕黄色 纳米银 小于6或大于8 10-20nm 纳米粒径较单体银小且均匀性差,颗粒也较单体银稳定性差,可产生少许积聚,有较少酸根离子,安全性较单体银低。 因比单体银粒径小,所以抗氧化性没有单体银好 加入自来水稍有变色或沉淀产生 属于十年前的生产工艺,分散技术相对落后。纳米粒径较单体银小且均匀性差,颗粒也较单体银稳定性差。
银离子 白色 硝酸银,含有银离子和硝酸根离子。 小于4.5或大于9 小于10nm 粒径小且离子粒径大小不一,颗粒很不稳定,离子之间很容易积聚,有大量残存酸根离子,不安全,有毒性,对皮肤有较大腐蚀性和刺激性,容易引起过敏反应。 易氧化,易变黑 加入自来水变灰色或产生沉淀 以离子状态存在,生产工艺简单,无分散过程,无硝酸根离子处理过程。离子粒径大小不一,颗粒很不稳定,离子之间很容易积聚,有大量残存酸根离子,不安全,有毒性,对皮肤有较大腐蚀性和刺激性,容易引起过敏反应。科技含量低,价格便宜
二、高效单体银和纳米银、银离子、抗生素、中药制剂的性能对比
比较项目
对比产品 主成份 抗菌谱 安全性 耐药性 使用剂量 保存方式
疗效的持续 临床效果
高效单体银 无机抗菌剂,单质银 抗菌谱广,对多种细菌有杀灭作用,不受细胞的分类限制 纳米粒径大且分散均匀,颗粒稳定,不易积聚,无残存酸根离子,安全性最高。 无 以ug计算 银原子持续释放,所以疗效持久。 在注册申报检验试验中,不同浓度的不同产品2分钟、5分钟内对金葡、白念、大肠、绿脓的抑菌率均为100%。
