關(guān)于納米銀及其復(fù)合抗菌材料的研究

【摘 要】在社會主義現(xiàn)代化建設(shè)新時期，人民群眾生活水平提高以后對綠色、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)合能力強的物理性能，同時其自身還具有卓越的安全性和抗菌性優(yōu)勢，所以在社會經(jīng)濟活動中得到了廣泛的認可和應(yīng)用，本文將對納米銀及其復(fù)合抗菌材料進行簡要的分析。

【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、鈣等金屬陽離子，而因為鈉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)合的陽離子往往會被其他形式的陽離子所轉(zhuǎn)換，所以沸石在應(yīng)用活動中表現(xiàn)出極強的陽離子交換能力，在抗菌應(yīng)用活動中載銀沸石自身對細菌的抑制能力隨著其內(nèi)部陽離子交換量的增加而增加，但是載銀沸石的陽離子交換存在著極強的瞬時性，如果溶液中交換離子的濃度過大會導(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一步發(fā)揮。在實際應(yīng)用中載銀沸石對多種細菌、真菌都有極強的滅殺作用。

（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物質(zhì)，因為其自身并不包含有對人體有害的成分，同時在自然環(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高溫?zé)Y(jié)的方法制備的，在制備活動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行燒結(jié)，燒結(jié)工作完成后磷酸復(fù)鹽抗菌材料往往會呈現(xiàn)出一種凝固化合物的狀態(tài)，在經(jīng)過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富含的有效抗菌成分“Ag+”實現(xiàn)的，在具體的抗菌應(yīng)用活動中通過載體的形態(tài)、結(jié)晶度、晶格缺陷、比表面等物理形態(tài)實現(xiàn)內(nèi)部抗菌有效成分的析出，達到抑制細菌的效果。當(dāng)前市場上的磷酸復(fù)鹽抗菌材料主要是美國Sangegroup和日本的桑基公司生產(chǎn)的，其在抗菌活動中的實際效果非常明顯，而且自身的物理性質(zhì)也表現(xiàn)的極為穩(wěn)定，即使環(huán)境溫度達到一千攝氏度以上，其自身的抗菌效果也不會出現(xiàn)絲毫的波動。因此應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛。

（三）納米銀抗菌劑抗菌原理

對于納米抗菌材料的抗菌機理當(dāng)前學(xué)術(shù)界還存在一些爭議，但是這并不妨礙我們認識納米銀抗菌材料，普遍的觀點認為當(dāng)前納米銀系抗菌劑存在有三種滅菌機理，分別是金屬離子溶出抗菌機理、活性氧抗菌機理以及接觸型滅菌機理。其中最為典型的是金屬離子溶出型抗菌機理。抗菌納米材料中銀離子因為特殊的結(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)生與表面細菌的吸附力并與細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胞膜的時候，因為細胞膜本身帶負電而銀離子帶正電，銀離子會在庫侖力的作用下吸附在細胞壁表面，會對細菌的生理機能造成一定破壞，當(dāng)細菌細胞周圍聚集了足夠多的銀離子以后，銀離子就會穿透細胞壁進入到細胞內(nèi)部，滯留在細胞膜上，抑制細胞膜內(nèi)某蛋白的活性，細菌自身的生存和繁殖都會受到極大的抑制，長此以往細菌會因為內(nèi)部生理機制的完全破壞而死亡。而細菌死亡以后相應(yīng)的銀離子失去細菌細胞膜的吸引就會逐漸從細菌的死體沖游離出來，繼續(xù)進行重復(fù)的滅菌活動，納米材料的這一滅菌機理導(dǎo)致了其對細菌的抑制效果和抑制的長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）制備過程

在載納米銀蛭石抗菌劑的制備活動中，最重要的是對蛭石原料的處理過程，因為在自然環(huán)境下蛭石本身與銀化合物并沒有很強的結(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，其中酸處理是通過酸性溶液（濃度在4%左右）對蛭石進行浸泡，浸泡時間在24小時作用；熱處理是通過加溫的方式對其內(nèi)部結(jié)合抗性的一種弱化處理，一般情況下要在600℃的溫度下煅燒三個小時，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蛭石進行浸泡，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行加熱回流，反應(yīng)一段時間讓銀離子充分吸附在蛭石上，然后用砂芯漏斗進行過濾，并用蒸餾水進行沖洗制動濾液的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，在200攝氏度下焙燒6小時即可制得載納米銀蛭石抗菌劑。

（二）蕩法測定抗菌性能

在載納米銀抗菌劑制成以后，對其抗菌性能的評定是其實際應(yīng)用前的一個重要環(huán)節(jié)，蕩法測定抗菌劑的抗菌性能是納米抗菌劑抗菌性能的主要測試方法，利用去離子水、蛋白胨、牛肉膏等作為培養(yǎng)基，在經(jīng)過高溫殺毒以后進行單一菌種的培養(yǎng)活動。在培養(yǎng)活動結(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菌數(shù)量的溶液中，在搖床上以300r/min振蕩一小時，讓后對培養(yǎng)皿中的細菌數(shù)量進行檢驗，一般情況下抗菌劑的抑菌率比普通材料高26%以上即可認定抗菌劑有效。

三、結(jié)論

在大氣和環(huán)境污染日漸嚴(yán)重的今天，社會生活對納米銀及其復(fù)合抗菌材料的需求極大，因此對納米銀及其復(fù)合抗菌材料的研究具有鮮明的現(xiàn)實意義，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角度對這一問題進行了分析，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：

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