近年来,以载银型无机抗菌剂为代表的无机抗菌剂也越来越引起世人的瞩目,现已经成功地开发了以沸石、羟基磷灰石、托勃莫来石、蒙脱石为载体的载银型抗菌剂。现今,人类对环境安全的重视程度的不断提高,早期开发的一些抗菌剂,由于其自身的缺点而严重限制了其应用领域。现在,已有人将纳米技术引入了抗菌领域,并且纳米抗菌技术的研究也已初见成效。
纳米颗粒是指粒度在1~100 nm 范围内的微小颗粒。纳米颗粒的特异结构使其具有表面与界面效应,小尺寸效应,宏观量子隧道效应及量子尺寸效应。因此,纳米材料具有一系列优异性质,这使得纳米抗菌剂具更优良的抗菌效果。 纳米抗菌材料在抗菌领域与普通抗菌材料相比具有无法替代的特性功能,在当今纳米科技方兴未艾的今天大力挖掘纳米材料的抗菌潜质,拓展其应用范围是极其具有开创意义的。
以下是近期纳米抗菌材料的研究情况介绍:
黄岳元等用工业级二氧化钛和硝酸银作为原料,制备了TiO2/Ag 系纳米复合抗菌材料,并且通过抗菌实验来检验它的抗菌性能。结果显示,在TiO2/Ag纳米复合抗菌材料的浓度为100 mg/L,作用60 min 时,它对大肠杆菌、白色念珠菌和金黄色葡萄球菌的抑杀率都能达99.0%以上,并且抗菌持久性良好。
薄丽丽分别采用浸渍法合成了纳米载银抗菌剂Ag/SiO2,采用两步法和一步法合成了载银纳米介孔材料Ag/MCM-41 , 采用两步法合成了纳米Ag/SBA-15,并且通过实验来检验它们对细菌杀灭活性。结果显示,纳米Ag/SiO2 对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌具有强的杀灭作用;载银纳米介孔材料Ag/MCM-41 对以金黄色葡萄球菌、大肠杆菌为代表的革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌有很高的的抗菌活性,且作用持久;纳米Ag/SBA-15 对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌的抗菌作用,性能良好。
冯莉比较了纳米载银抗菌材料和纳米TiO2 在乳胶漆中的杀菌性能,分析了它们的结构及杀菌机理。指出用特殊的分散剂处理纳米微粒,并采用合适的分散工艺,来解决纳米微粒在乳胶漆中的分散和贮存稳定性问题。结果表明,这两种纳米材料都有较好的杀菌效果,纳米载银抗菌材料的用量为0.01%时,杀菌效果就很明显了,尤其是对绿脓杆菌;纳米TiO2 的用量为0.1%时,对大肠杆菌、绿脓杆菌的杀菌效果都很好。
徐维平分别以还原性纳米石墨烯氧化物片为载体,制备了复合的纳米银/石墨烯纳米材料;以羟基磷灰石为载体,制备了不同载银量的纳米银/羟基磷灰石复合材料;以纳米氧化锌为载体,制备了不同载银量的纳米银/氧化锌复合材料。并研究了这些材料的抗菌性能,考察了载银量对抗菌性能的影响。结果表明:单纯的还原性纳米石墨烯氧化物片没有明显的抑菌作用, 随着银负载量的上升,纳米银/石墨烯复合纳米抗菌材料的抑菌性能增强,当银与石墨烯组分比为0.2 时抗菌性能最佳;纳米银/羟基磷灰石复合材料和纳米银/氧化锌复合材料都具有优良的抗菌活性,当银与氧化锌组分比为10∶1 时, 纳米银/氧化锌复合材料表现出极佳的抗菌性能。
邱松山研究SiO2/TiO2 纳米抗菌材料的制备与其抗菌性能。主要采用液相沉积法对纳米二氧化钛进行了表面包覆改性,运用牛津杯法研究其抗菌性能。结果表明:通过包覆SiO2,可在TiO2 表面形成致密的硅氧化合物膜,有效的改善了其在水溶液中的分散稳定性,因此SiO2/TiO2 纳米抗菌材料的抗菌性能明显增强。
李建平制备银/二氧化钛(Ag/TiO2)复合抗菌剂,以E.coli 抑菌曲线为评价指标,综合考察抗菌剂抗菌性能与复合材料的优化效应。结果显示:硝酸银光照10 min 与TiO2 形成复合材料在6.72μg Ag∶500μgTiO2 具有最优化抗菌活性;制备的一系列Ag/TiO2复合抗菌剂通过优化,具有较单一组分增强的抗菌效应,具备极高的医药应用潜能。
刘云颖以平均粒径13 nm 的二氧化硅为载体,制备了载银纳米抗菌粉体材料,并通过实验检测它的抗菌性能。结果表明,载银量为3%(质量分数)时,纳米二氧化硅抗菌粉体几乎能100%地杀灭金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。
黎霞等采用溶胶—凝胶法原位制备了纳米二氧化钛和纳米磷灰石(n-HA)复合材料。在光照下,n-TiO2/ n-HA 纳米复合材料具有较强的抗菌功能,此项研究将纳米磷灰石优良的生物相容性和生物活性及其它特性与n-TiO2 抗菌性、耐腐蚀等性能有机结合,此材料可以与很多医用高分子材料及齿科树脂复合制备高性能抗菌纳米复合材料,或者用它对其它材料进行表面涂层改性,改善生物材料的生物相容性、生物活性和抗菌性能。
涂铭旌等利用稀土离子作为抗菌活性组分,以及用稀土激活纳米锐钛矿型二氧化钛光催化抗菌性,研制开发出稀土负载型纳米TiO2 抗菌剂,此抗菌剂具有成本低廉、抗菌性强、抗菌谱广、不变色等优点,可广泛应用于建筑材料、陶瓷、塑料、涂料等领域。
纳米颗粒是指粒度在1~100 nm 范围内的微小颗粒。纳米颗粒的特异结构使其具有表面与界面效应,小尺寸效应,宏观量子隧道效应及量子尺寸效应。因此,纳米材料具有一系列优异性质,这使得纳米抗菌剂具更优良的抗菌效果。 纳米抗菌材料在抗菌领域与普通抗菌材料相比具有无法替代的特性功能,在当今纳米科技方兴未艾的今天大力挖掘纳米材料的抗菌潜质,拓展其应用范围是极其具有开创意义的。
以下是近期纳米抗菌材料的研究情况介绍:
黄岳元等用工业级二氧化钛和硝酸银作为原料,制备了TiO2/Ag 系纳米复合抗菌材料,并且通过抗菌实验来检验它的抗菌性能。结果显示,在TiO2/Ag纳米复合抗菌材料的浓度为100 mg/L,作用60 min 时,它对大肠杆菌、白色念珠菌和金黄色葡萄球菌的抑杀率都能达99.0%以上,并且抗菌持久性良好。
薄丽丽分别采用浸渍法合成了纳米载银抗菌剂Ag/SiO2,采用两步法和一步法合成了载银纳米介孔材料Ag/MCM-41 , 采用两步法合成了纳米Ag/SBA-15,并且通过实验来检验它们对细菌杀灭活性。结果显示,纳米Ag/SiO2 对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌具有强的杀灭作用;载银纳米介孔材料Ag/MCM-41 对以金黄色葡萄球菌、大肠杆菌为代表的革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌有很高的的抗菌活性,且作用持久;纳米Ag/SBA-15 对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌的抗菌作用,性能良好。
冯莉比较了纳米载银抗菌材料和纳米TiO2 在乳胶漆中的杀菌性能,分析了它们的结构及杀菌机理。指出用特殊的分散剂处理纳米微粒,并采用合适的分散工艺,来解决纳米微粒在乳胶漆中的分散和贮存稳定性问题。结果表明,这两种纳米材料都有较好的杀菌效果,纳米载银抗菌材料的用量为0.01%时,杀菌效果就很明显了,尤其是对绿脓杆菌;纳米TiO2 的用量为0.1%时,对大肠杆菌、绿脓杆菌的杀菌效果都很好。
徐维平分别以还原性纳米石墨烯氧化物片为载体,制备了复合的纳米银/石墨烯纳米材料;以羟基磷灰石为载体,制备了不同载银量的纳米银/羟基磷灰石复合材料;以纳米氧化锌为载体,制备了不同载银量的纳米银/氧化锌复合材料。并研究了这些材料的抗菌性能,考察了载银量对抗菌性能的影响。结果表明:单纯的还原性纳米石墨烯氧化物片没有明显的抑菌作用, 随着银负载量的上升,纳米银/石墨烯复合纳米抗菌材料的抑菌性能增强,当银与石墨烯组分比为0.2 时抗菌性能最佳;纳米银/羟基磷灰石复合材料和纳米银/氧化锌复合材料都具有优良的抗菌活性,当银与氧化锌组分比为10∶1 时, 纳米银/氧化锌复合材料表现出极佳的抗菌性能。
邱松山研究SiO2/TiO2 纳米抗菌材料的制备与其抗菌性能。主要采用液相沉积法对纳米二氧化钛进行了表面包覆改性,运用牛津杯法研究其抗菌性能。结果表明:通过包覆SiO2,可在TiO2 表面形成致密的硅氧化合物膜,有效的改善了其在水溶液中的分散稳定性,因此SiO2/TiO2 纳米抗菌材料的抗菌性能明显增强。
李建平制备银/二氧化钛(Ag/TiO2)复合抗菌剂,以E.coli 抑菌曲线为评价指标,综合考察抗菌剂抗菌性能与复合材料的优化效应。结果显示:硝酸银光照10 min 与TiO2 形成复合材料在6.72μg Ag∶500μgTiO2 具有最优化抗菌活性;制备的一系列Ag/TiO2复合抗菌剂通过优化,具有较单一组分增强的抗菌效应,具备极高的医药应用潜能。
刘云颖以平均粒径13 nm 的二氧化硅为载体,制备了载银纳米抗菌粉体材料,并通过实验检测它的抗菌性能。结果表明,载银量为3%(质量分数)时,纳米二氧化硅抗菌粉体几乎能100%地杀灭金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。
黎霞等采用溶胶—凝胶法原位制备了纳米二氧化钛和纳米磷灰石(n-HA)复合材料。在光照下,n-TiO2/ n-HA 纳米复合材料具有较强的抗菌功能,此项研究将纳米磷灰石优良的生物相容性和生物活性及其它特性与n-TiO2 抗菌性、耐腐蚀等性能有机结合,此材料可以与很多医用高分子材料及齿科树脂复合制备高性能抗菌纳米复合材料,或者用它对其它材料进行表面涂层改性,改善生物材料的生物相容性、生物活性和抗菌性能。
涂铭旌等利用稀土离子作为抗菌活性组分,以及用稀土激活纳米锐钛矿型二氧化钛光催化抗菌性,研制开发出稀土负载型纳米TiO2 抗菌剂,此抗菌剂具有成本低廉、抗菌性强、抗菌谱广、不变色等优点,可广泛应用于建筑材料、陶瓷、塑料、涂料等领域。