關于納米銀及其復合抗菌材料的研究

【摘 要】在社會主義現代化建設新時期，人民群眾生活水平提高以后對綠色、環保、健康的納米抗菌復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界結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勢，所以在社會經濟活動中得到了廣泛的認可和應用，本文將對納米銀及其復合抗菌材料進行簡要的分析。

【關鍵詞】納米銀；復合抗菌材料

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晶型硅鋁酸鹽，其自身的結構導致其內部富含的鋁-氧四面體電價存在著嚴重的不平衡現象，為了維持自身的靜電平衡，其結構中必須結合鈉、鈣等金屬陽離子，而因為鈉和鈣本身的金屬性質比較活潑以及沸石自身結構的不穩定性，其中結合的陽離子往往會被其他形式的陽離子所轉換，所以沸石在應用活動中表現出極強的陽離子交換能力，在抗菌應用活動中載銀沸石自身對細菌的抑制能力隨著其內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揮。在實際應用中載銀沸石對多種細菌、真菌都有極強的滅殺作用。

（二）載納米銀米磷酸復鹽抗菌劑

磷酸復鹽抗菌材料是指一些具有降解性的磷酸鈣類物質，因為其自身并不包含有對人體有害的成分，同時在自然環境下表現的極為穩定，所以自身的安全性極高。通常會應用在生物材料和食品添加劑等領域中，磷酸復鹽抗菌材料通常是通過高溫燒結的方法制備的，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，燒結工作完成后磷酸復鹽抗菌材料往往會呈現出一種凝固化合物的狀態，在經過粉碎和研磨之后就可以形成磷酸復鹽抗菌材料。其自身的抗菌性能是通過富含的有效抗菌成分“Ag+”實現的，在具體的抗菌應用活動中通過載體的形態、結晶度、晶格缺陷、比表面等物理形態實現內部抗菌有效成分的析出，達到抑制細菌的效果。當前市場上的磷酸復鹽抗菌材料主要是美國Sangegroup和日本的桑基公司生產的，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也表現的極為穩定，即使環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絲毫的波動。因此應用領域極為廣泛。

（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前學術界還存在一些爭議，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構原因能夠保持較高的活性，導致其很容易從載體的內部緩慢釋放到載體的表面，并產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生作用。當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部，滯留在細胞膜上，抑制細胞膜內某蛋白的活性，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部生理機制的完全破壞而死亡。而細菌死亡以后相應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，繼續進行重復的滅菌活動，納米材料的這一滅菌機理導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。

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，因為在自然環境下蛭石本身與銀化合物并沒有很強的結合性，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部結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，浸泡環節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用前的一個重要環節，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、牛肉膏等作為培養基，在經過高溫殺毒以后進行單一菌種的培養活動。在培養活動結束以后將固定數量的抗菌樣本放入到固定體積和固定細菌數量的溶液中，在搖床上以300r/min振蕩一小時，讓后對培養皿中的細菌數量進行檢驗，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、結論

在大氣和環境污染日漸嚴重的今天，社會生活對納米銀及其復合抗菌材料的需求極大，因此對納米銀及其復合抗菌材料的研究具有鮮明的現實意義，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合抗菌材料的研究、應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，石家莊職業技術學院化工系。

參考文獻：

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