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抗菌材料大体可分为无机抗菌剂和有机抗菌剂,传统无机抗菌剂大多有毒或有腐蚀性,并且稳定性差,限制了无机抗菌剂的使用。有机抗菌剂因其高效快速的杀菌特性得到市场青睐,在食品生产、医疗环境、养殖等行业中大量使用。
近年来,人们生活水平不断提高,对健康的关注程度也越来越高,绿色和环保成为关注焦点。有机抗菌剂由于生物降解性差,对人体和环境有一定危害,开始限制使用;同时,市场对抗菌材料的需求领域不断扩大,对纤维、塑料、陶瓷、涂料、橡胶等产品已经提出抗菌要求。有机抗菌剂因其自身特点(化学稳定性差、耐热性差)已不能满足市场要求。当前,无机新材料发展迅速,尤其是无机纳米材料的出现,为无机抗菌剂的兴起打下坚实基础。本公司研制的新型无机抗菌材料克服了传统无机抗菌剂的缺点,以其无毒、长效、广谱、不产生耐药性、特别是其优异的耐热性、化学稳定性,在纤维、塑料、陶瓷、涂料领域内得到迅速使用,产品已投放市场,获得了市场的认可。
抗菌机理:
氧化锌作为传统的无机抗菌材料之一,在与细菌接触时,锌离子缓慢释放出来,由于锌离子具氧化还原性,并能与有机物(硫代基、羧基、羟基)反应,能与细菌细胞膜及膜蛋白结合,破坏其结构,进入细胞后破坏电子传递系统的酶并于DNA反应,达到杀菌目的。在杀灭细菌后,锌离子可从细胞内游离出来,重复上述过程,这也是氧化锌抗菌持久性的原因。
本公司研制的纳米氧化锌粉体和纳米氧化锌复合抗菌材料,除具有传统氧化锌的抗菌作用外,由于粒子粒径达到纳米级,具有纳米粒子特有的1)小尺寸效应,2)表面界面效应,3)量子尺寸效应。体现在抗菌效果方面有:
1:比表面积大,与传统无机抗菌剂相比,可大大减少用量,其中纳米氧化锌复合抗菌材料是传统无机抗菌剂用量的10%-20%。
2:纳米粒子的表面原子数量大大多于传统粒子,表面原子由于缺少邻近的配位原子而具备很高能量,可增强氧化锌与细菌的亲和力,提高杀菌的效率。
3:对氧化锌而言,纳米级颗粒可大大提高光催化效应,在光照条件下产生电子跃迁,并将能量传递,在离子表面产生电子和空穴,与环境中的水和氧接触时,生成负氧离子和OHˉ离子,负氧离子具有很强杀菌力,而OHˉ离子可与大多数有机物反应,促使其分解,可增强杀菌力。用于陶瓷、涂料等行业,可使其产品具有自洁力。
4:本公司研制的纳米氧化锌复合抗菌材料不是几种无机抗菌材料抗菌力的叠加,而是具有极强的协同效应。纳米氧化锌的光催化特性为其它表面原子提供了更多的能量,使其杀菌能力和效率大大提高。
纳米氧化锌粉体抗菌检测结果:
(检测方法:参照"消毒用品检测规范"操作。)
| 时间 |
空白对照(菌落数) |
纳米氧化锌粉体(菌落数) |
纳米氧化锌粉体平均杀菌率 |
| 1小时 |
1800
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1700
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5.5%
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| 2小时 |
1800
|
1500
|
16.7%
|
| 3小时 |
1800
|
1350
|
25%
|
| 4小时 |
1800
|
800
|
55%
|
| 6小时 |
1800
|
300
|
83.3%
|
| 8小时 |
1800
|
80
|
95%
|
| 12小时 |
1800
|
0
|
100%
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纳米氧化锌复合抗菌材料检测结果:
(检测方法:参照"消毒用品检测规范"操作。)
| 时间 |
空白对照(菌落数) |
复合纳米无机抗菌材料(菌落数) |
复合纳米无机抗菌材料平均杀菌率 |
| 1小时 |
1800
|
1600. 1600
|
11.1%
|
| 2小时 |
1800
|
700. 800
|
58.3%
|
| 3小时 |
1800
|
10. 8
|
99.4%
|
| 4小时 |
1800
|
0. 0
|
100%
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结论1:本公司研制的纳米氧化锌粉体具有较好的抗菌效果,对金黄色葡萄球菌12小时杀抑率达到100%.
结论2:本公司研制的纳米氧化锌复合抗菌材料具有良好的抗菌效果,对金黄色葡萄球菌4小时杀抑率达到100%.
结论3:
添加本公司研制的纳米氧化锌粉体制成的釉面砖,对金黄色葡萄球菌24小时杀抑率达到100%.
山西丰海纳米科技有限公司
2001-10
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