浅议无机非金属材料中的抗菌性能

2014-08-15李殿瑜谢广文青岛科技大学材料学院山东青岛266042

化工管理 2014年6期

李殿瑜谢广文(青岛科技大学材料学院山东青岛 266042)

一、抗菌性无机非金属材料和金属制品

所谓抗菌也即抑制细菌增长和发育的性能，杀死细菌或接近无菌状态的性能称为杀菌。抗菌材料可分为天然系、有机系、无机系抗菌材料，而并非所有具有抗菌性能的材料对人类都是百分百有利的，如有机抗菌材料的抗菌性时效较短，对人体健康就有一定程度上的负面影响。与此相反，无机抗菌材料因其耐高温性、抗菌性、抗菌持久性等特点，对于人体健康有着正能量功效，因此，在开发前景和应用范围都有着广阔的发展空间。就当前的研究所得无机抗菌材料主要有金属氧化物抗菌材料、稀土激活保健抗菌材料、含金属离子的抗菌材料、光催化抗菌材料等。

二、无机非金属材料中抗菌机理探究

材料的抗菌作用，一般说是指某种材料对微生物的生命活动所产生的不良影响和后果。抗菌材料的抗菌作用与微生物的关系可以视作为微生物与环境之间的关系，抗菌性能主要针对其毒性进行化解向正方向发展，整体而言其发生的机理主要如下：其一，可损伤细胞膜：指的是通过其内部的因素的作用将微生物的细胞膜进行破坏，进而达到杀死细菌的目的；其二，抑制蛋白质的合成：指的是通过改变或阻碍蛋白质的内部结构或其中的某一环节，从而破坏与阻止蛋白质的合成，使之细菌的生长进程停滞直至死亡；其三，干扰细胞壁的合成：指的是通过对细菌细胞壁进行干扰，抑制其与四肽交联的连结，使细胞壁失去保护作用进而导致细菌的死亡；其四，干扰核酸的合成：指的是阻碍遗传信息的复制，包括DNA、RNA的合成以及按DNA模板转录mRNA等。

1.活性氧抗菌机理

银离子的活性氧抗菌机理认为：高氧化态银的还原势极高，在光的作用下，抗菌剂和水或空气作用，生成的活性氧O-2和OH，具有很强的氧化还原作用。总体来说，脂是细菌细胞膜结构的主要组成组成部分，其中多数为磷脂。而脂分子的亲水头部以磷酸基或磷酸胆碱基为主的极性基团所构成，主要分布在细胞膜的内表面与外表面，其中心区域是脂分子的疏水尾部由链脂肪酸烃基为主的疏水基因构成，其中中脂肪酸烃链对细胞膜的性质产生直接影响。在此前提下，抗菌材料与微生物相接触或在一定范围内靠近时，抗菌材料将会产生O-2和OH的自由基向细胞膜发起攻击，并生成持久的抗菌效果。

2.银离子缓释杀菌机理

银离子在产生抗菌功能过程中会释放出Ag+，并迅速与细胞发生作用，降低细胞原生质活性酶的活性，进而达到抗菌的功能。因为其释放出的Ag+对浓度要求较低，在低浓度的环境下即可对细胞膜进行破坏，并生成持久的抗菌效果。

三、无机非金属抗菌材料的发展新动向

1.多功能陶瓷材料和功能制品分析

多功能与全方位发展是抗菌材料未来发展的重要方面之一，也即将天然矿物中的多重属性与稀土纳米材料的中稀土元素进行组合，制作成功能更强、性能更强、抗菌性更佳的环保陶瓷材料。使之不仅既有持久性的抗菌功效，而且具超长辐射的远红外线和活化水的多重利于人体健康的功能。在当前与未来的陶瓷、环保、精华水、酿酒等行业中将会取得更大的发展前景。