1935年,德國(guó)人采用季銨鹽溶液處理軍隊(duì)服裝以防止傷口感染。注意哦,這是有意識(shí)地在其他材料中添加有機(jī)抗菌劑,算是揭開(kāi)了現(xiàn)代抗菌材料研發(fā)和應(yīng)用的序幕。
03
抗菌劑的體系
上述抗菌方法,很多都是需要人們做一個(gè)特別殺菌動(dòng)作,才能將細(xì)菌殺死,那有沒(méi)有辦法讓人們的生活中的器具本身具備抗菌效果,防止細(xì)菌滋生呢?
抗菌材料應(yīng)運(yùn)而生!
現(xiàn)代抗菌材料一般是指通過(guò)在基材中添加抗菌物質(zhì) (抗菌劑),從而使材料具有抑制或殺滅表面細(xì)菌能力的一類(lèi)新型功能材料。抗菌材料的核心是抗菌劑。
如今,抗菌劑按成份可分為無(wú)機(jī)抗菌劑、有機(jī)抗菌劑、天然抗菌劑三大體系。
仔細(xì)觀察你會(huì)發(fā)現(xiàn),上述歷史中的抗菌材料正好符合這三大體系,這是現(xiàn)代人偷學(xué)了古人的經(jīng)驗(yàn)?還是古人歪打正著呢?
天然抗菌劑是人類(lèi)最早使用的抗菌劑,如甲殼素、芥末、蓖麻油、山葵等。最常用的是殼聚糖(脫乙酰甲殼素)及其衍生物,可以從蟹殼、蝦殼等動(dòng)物外殼中得來(lái)。
殼聚糖在弱酸環(huán)境溶解后的溶液中含有氨基(NH2+),這些氨基通過(guò)結(jié)合細(xì)菌表面負(fù)電子基團(tuán)來(lái)抑制細(xì)菌活性。研究表明殼聚糖具有安全廣譜的抗菌性能和良好的生物相容性,但是抗菌效果受環(huán)境影響較大,無(wú)法大范圍應(yīng)用,同時(shí)加工困難,價(jià)格昂貴,因此存在很大的局限性。
有機(jī)抗菌劑種類(lèi)繁多,其中常用的大概幾十種,包括季銨鹽類(lèi),有機(jī)金屬類(lèi),有機(jī)鹵代物,醇,酚,醚類(lèi),還有呋喃類(lèi)、吡咯類(lèi)、咪唑類(lèi)等等。有機(jī)抗菌劑主要應(yīng)用在日用品上。其優(yōu)點(diǎn)是殺菌快,又兼具防霉功能,但是持久性差,易分解,因此目前也并不常用。
無(wú)機(jī)抗菌劑耐熱性好,廣譜抗菌,同時(shí)持久性好,因此是目前應(yīng)用十分廣泛的抗菌劑。其中,銀離子抗菌劑(注意與銀單質(zhì)區(qū)別)因其優(yōu)異的抗菌活性而應(yīng)用最為廣泛。
04
抗菌塑料
將天然抗菌劑加入到塑料,由于天然抗菌劑效率低,需要的添加量大,會(huì)使塑料物性下降明顯,而且其性能受環(huán)境影響大,容易失效。
將有機(jī)抗菌劑加入塑料,由于有機(jī)抗菌劑需要遷移到表面起作用,使用中易出現(xiàn)抗菌效果不均勻,不持久,而且其熱穩(wěn)定性差,熱加工時(shí)易分解失效。
無(wú)機(jī)抗菌劑具有廣譜的抗菌性,且耐溫好,不產(chǎn)生抗藥性,是較好的選擇。其中,銀離子抗菌劑綜合效果顯著。
銀離子抗菌劑的抗菌機(jī)理為:
1、與細(xì)胞壁肽聚糖反應(yīng),造成細(xì)菌功能障礙,最終導(dǎo)致細(xì)胞壁破裂;
2、與蛋白質(zhì)中的巰基結(jié)合,形成硫化物,使其無(wú)法分裂;
3、作為催化活性中心激發(fā)電子,使氧分子形成活性氧自由基,破壞細(xì)菌結(jié)構(gòu);