纳米氧化锌抗菌性能及机制

纳米氧化锌综述氧化锌(Zn0)晶体是纤锌矿结构．属六方晶系，为极性晶体。

Zn0晶体结构中，Zn原子按六方紧密堆积排列，每个Zn原子周围有4个氧原子，构成Zn--0配位四面体结构。

纳米氧化锌(Zn0)的性能和应用纳米氧化锌(Zn0)是一种白色粉末，是面向2l世纪的新型高功能精细无机产品，其粒径介于1～100nm。

由于颗粒尺寸的细微化，比表面积急剧增加，使得纳米氧化锌产生了其本体块状物料所不具有的表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等，因而纳米氧化锌在磁、光、电、热、敏感等方面有一般氧化锌产品无法比拟的特殊性能。

1）制抗菌除臭、消炎、抗紫外线产品纳米氧化锌无毒、无味，对皮肤无刺激性，是皮肤的外用药物，能起消炎、防皱和保护等功效。

此外纳米氧化锌吸收紫外线的能力很强，对UVA（长波320~400nm）和UVB(中波280~320nm)均有良好的屏蔽作用。

可用于化妆品的防晒；也可以用于生产防臭、抗菌。

抗紫外线的纤维。

纳米氧化锌在阳光，尤其在紫外线照射下，在水和空气中，能分解出自有的带负电的电子，并同时留下带正电的空穴。

这种空血可以激活空气中的氧，使其变为活性氧，具有极强的化学活性，能与大多数有机物发生氧化反应，包括细菌体内的有机物，因而能杀死大多数的病毒。

纳米氧化锌的定量杀菌试验表明：在5min内，氧化锌的质量分数为1%试时，金黄色葡萄球菌的杀菌率为98.86%，大肠杆菌的杀菌率为99.93%。

2）用于氧化剂和光催化剂纳米氧化锌由于尺寸小、比表面积大、表面的键态与颗粒内部不同、表面原子配位不全等，导致表面的活性位臵增多，形成了凹凸不平的院原子台阶，增加了反应接触面。

因而纳米氧化锌的催化活性和选择性远远大于传统催化剂。

3）制备气体传感器及压电材料与SnO2、Fe2O3一起被称为气敏三大基体材料4）用于橡胶工业和涂料工业纳米氧化锌具有颗粒微小、比表面积大、分散性好、疏松多孔、流动性好等物理化学性质，因而，与橡胶的亲和性好，熔炼时易分散，胶料生热低、扯断变形小、弹性好，改善了材料工艺性能和物理性能。

纳米氧化锌的抗菌性及其抗菌机理讨论摘要:本文介绍了纳米ZnO相对于普通ZnO所具有的一些特殊性能,并重点介绍了纳米ZnO在抗菌方面的性能及其抗菌机制,相信随着研究的不断深入与问题的解决,纳米氧化锌将在更多细菌的抑制或更广阔的领域得到广泛的利用。

关键词:纳米氧化锌抗菌性能抗菌机制纳米ZnO是一种宽禁带Ⅱ～Ⅵ化合物半导体材料,是一种新型高功能精细无机材料,粒径在1～100 nm之间,具有规整的六角形纤锌矿结构,本身为白色,稳定性好,高温下不变色,不分解。

并且因其特有的表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等,使得纳米ZnO在磁、光、电、敏感等方面具有一般ZnO晶体无法比拟的特殊性能和新用途,在中性环境中无需光照即表现出显著的抗菌性,由于ZnO原料来源丰富,价格低廉,同时锌还是一种人体所必需的矿物元素,纳米ZnO已成为无机抗菌剂研究的热点之一。

1 纳米氧化锌的抗菌性能段月琴等[1]在单一纳米技术的基础上,将用直接沉淀法制备的纳米ZnO和用其他方法制备的银系抗菌剂等其他材料用不同方法组合后,均匀涂到普通面料上,与普通面料相比,经过纳米复合技术处理的面料对金黄色葡萄球菌、致病性大肠杆菌具有一定的抑制效果。

周希萌等[2]采用菌落计数法及纸片扩散法对甲、乙、丙、丁4种纳米ZnO晶须、ZnO复合抗菌材料进行抗菌性能比较。

表明4种纳米ZnO晶须复合抗菌材料都具有良好的抗菌性能,并且有一定的抗菌效果,而丙药物的抑菌效果最好,100 ppm丙药物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、巨大芽胞杆菌、枯草杆菌、四联球菌基本达到了100%的抑制效果,并且在体外对病菌也有一定的抑制效果,并随作用时间延长抑制效果也增强。

王春阳等[3]将配置好的不同浓度的纳米ZnO抗菌溶液分别在荧光照射、日光照射和无光照射条件下进行杀菌实验,结果表明,在不同光照射下条件下,纳米ZnO均有较强的抗菌性能,在阳光照射下效果更好,且浓度越高,抗菌性越强。

另外国内外许多报道称经紫外线照射后,水溶液中的ZnO光催化剂可以产生羟自由基、过氧化氢和超氧化物等物质,这使得ZnO纳米粒子在一些有机物的降解以及对突变的细胞（如肿瘤细胞)产生细胞毒性等方面有潜在的应用。

纳米氧化锌材料摘要：综述了纳米氧化锌的性能。

描述了纳米氧化锌的制备研究, 随着科技的发展, 许多新的手段引入到了纳米氧化锌的合成工艺中弥补相互之间的不足。

关键词：纳米氧化锌,性能,制备,应用1.纳米氧化锌的性能1.1紫外线屏蔽在整个紫外光区( 200~ 400 nm) ,氧化锌对光的吸收能力比氧化钛强。

纳米氧化锌的有效作用时间长, 对紫外屏蔽的波段长, 对长波紫外线和中波紫外线均有屏蔽作用, 能透过可见光, 有很高的化学稳定性和热稳定性。

它可用于制备抗紫外线、耐光老化性能好的涂料及其它的高分子材料。

在乳胶漆中使用纳米氧化锌可以增大乳胶漆对紫外线辐射的抵抗力, 减弱乳胶漆对潮湿环境条件的敏感性,提高耐老化性。

同时,氧化锌能够散射光线,使乳胶漆的遮盖力得到一定程度的改善。

1.2补强性一般的无机填料填充于聚合物中时具有如下缺点: 使用量大, 不能兼顾刚性、耐热性、尺寸稳定性和韧性同时提高。

而在聚合物中添加少量的纳米粒子, 就可以使基体树脂的力学性能( 拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、断裂伸长率等) 得到显著的提高, 并克服了以上提及的一般无机材料的缺点。

1.3抗菌、除臭性氧化锌是传统无机抗菌材料, 在与细菌接触时, 锌离子缓慢释放出来。

由于锌离子具有氧化还原性, 它能与细胞膜及膜蛋白结合, 并与其结构中有机物的巯基、羧基、羟基反应, 破坏其结构, 进入细胞后破坏电子传递系统的酶, 并与- SH 基反应, 达到抗菌的目的。

在杀灭细菌之后, 锌离子可以从细胞内游离出来, 重复上述过程。

氧化锌纳米粉末因为粒径小, 表面原子数量大大超过传统粒子, 表面原子由于缺少邻近的配位原子而具有很高的能量, 所以可增强氧化锌的亲和力, 提高抗菌效率。

1.4阻燃性氧化锌可作为一种阻燃增效剂。

它多数是和其它的增效剂或阻燃剂协同使用, 其增效作用与硼酸锌类似。

ZnO 一般可作为PVC 的紫外吸收剂, 但其对PVC 的热稳定性有不利的影响, 因此在配方中一般采用的含量不高。

纳米氧化锌紫外屏蔽机理1. 引言1.1 纳米氧化锌的特性纳米氧化锌是一种具有独特性能的纳米材料。

其主要特性包括稳定性高、抗菌性强、成本低廉、对环境无害等。

纳米氧化锌具有较高的比表面积，利于与其他成分充分接触和反应，具有较好的光学特性，能有效吸收紫外光，达到防晒的效果。

纳米氧化锌还具有优异的抗氧化性能，有助于减少自由基的产生，延缓皮肤细胞的老化。

在防晒产品中的应用中，纳米氧化锌能够提供宽谱的紫外防护，包括UVA和UVB，因此被广泛应用于各类防晒产品中。

纳米氧化锌的特性使其成为一种理想的防晒成分，能够有效保护皮肤免受紫外光的伤害。

对纳米氧化锌的研究和应用具有重要意义，有望为防晒领域的发展带来新的突破。

接下来的正文将详细探讨纳米氧化锌的紫外屏蔽机制、抗氧化作用、与皮肤的相互作用、安全性评估以及在防晒产品中的应用技术，以全面展示纳米氧化锌在防晒领域的潜力和重要性。

1.2 紫外光及其对皮肤的危害紫外光是太阳光中的一种辐射，根据波长分为UVA、UVB和UVC 三种类型。

其中UVA波长较长，穿透力强，能够深入皮肤真皮层，引起皮肤老化和皮肤癌；UVB波长较短，主要作用于皮肤表皮层，引起皮肤晒伤和皮肤癌的发生。

长期暴露在紫外光下会导致皮肤衰老、色素沉着、皱纹增多，甚至引发皮肤癌等恶性疾病。

特别是UVB波长更容易破坏DNA分子，增加皮肤癌的风险。

1.3 纳米氧化锌在防晒产品中的应用纳米氧化锌在防晒产品中的应用是一种日益普及和受欢迎的防晒成分。

随着人们对紫外线伤害的认识不断加深，对于选择有效的防晒产品也变得越来越重要。

纳米氧化锌因其出色的紫外光吸收性能和高度的稳定性而成为防晒产品中的热门选择。

2. 正文2.1 纳米氧化锌的紫外屏蔽机制纳米氧化锌的紫外屏蔽机制是通过其特殊的结构和性质来实现的。

纳米氧化锌颗粒的尺寸通常在1-100纳米之间，这种微小尺寸使得纳米氧化锌颗粒具有更大的比表面积，能够更有效地吸收和反射紫外光。

纳米氧化锌颗粒的能隙较宽，能够吸收更短波长的紫外光，包括UVA 和UVB。

纳米氧化锌用于化妆品防晒和抗菌性能简述太阳光中的紫外线按其波长可分为UVA(320run一400nm)、UVB(290nnr 一320nm)和UVC(200run一290nm)o UVB是导致灼伤、间接色素沉积和皮肤癌的主要根源，灼伤主要表现皮肤出现红斑，严重者还可能伴有水肿、水疤、脱皮、发烧和恶心的症状川。

目前，防晒化妆品中的防晒指数(SPF)就是针对UVB 的防护。

UVC虽绝大部分被大气平流层中的臭氧层所吸收，但由于其波长短、能量高和臭氧层破坏的日益加剧，对人类造成的伤害也不能忽视。

随着全球紫外线辐射强度的不断增加和皮肤科学的发展，UVA对人体的伤害逐渐引起人们的关注。

UVA的穿透能力强且具有累积性，长期作用于皮肤可造成皮肤弹性降低、皮肤粗糙和皱纹增多等光老化现象，UVA还能加剧UVB造成的伤害。

纳米氧化锌能够有效屏蔽UVA，近年来在防晒化妆品中得到广泛应用。

1纳米氧化锌的特点：纳米氧化锌和纳米二氧化钛是两种重要且广泛使用的物理防晒剂，它们屏蔽紫外线的原理都是吸收和散射紫外线。

由于它们均属于N型半导体，金红石型二氧化钛的禁带宽度（Eg）为3.0eV,氧化锌的禁带宽度为3.2eV。

当受到紫外线的照射时，价带上的电子可吸收紫外线而被激发到导带上，同时产生空穴一电子对，因此它们具有吸收紫外线的功能。

另外，纳米氧化锌和纳米二氧化钛的颗粒尺寸远小于紫外线的波长纳米粒子可将作用于其上的紫外线向各个方向散射，从而减少照射方向的紫外线强度，这种散射紫外线的规律符合Rayleigh光散射定律。

但纳米氧化锌在屏蔽紫外线方面和纳米二氧化钛又有所差异。

在330nm以下，纳米二氧化钛对紫外线的屏蔽能力明显高于纳米氧化锌.在同样浓度下，含纳米二氧化钛体系的吸光度约为纳术氧化锌体系的2倍。

在330nm一355nm内，纳米二氧化钛的屏蔽紫外线能力仍高于纳米氧化锌，但在355nm一380nm的波长内，纳米氧化锌的屏蔽紫外线能力高于纳米二氧化钛,因此，纳米氧化锌虽然阻隔UVB的效果不如纳米二氧化钛，但对阻隔长波UVA (335nm一380nm)效果优于纳米二氧化钛，正是由于这一特性，纳米氧化锌在防晒化妆品中逐渐得以应用。

纳米氧化锌是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品，宏武纳米生产的纳米氧化锌粒径为20-30nm，由于颗粒尺寸的细微化，比表面积很大，使得纳米ZNO产生了纳米材料所具备的表面效应，小尺寸效应和宏观量子隧道效应等。

纳米级别的ZNO的磁、光、电、敏感等方面具有一般ZNO产品无法比拟的特殊性能和新用途。

下面分别介绍纳米ZNO在一部分重要领域中的用途，展示其诱人的应用前景。

1. 在化妆品中的应用---新型防晒剂和抗菌剂太阳光包括X射线、紫外线、红外线、可见光和电磁波等，适当的紫外线照射有助于人体的健康，但过来的紫外线则会损坏人体免疫系统，加速肌肤老化，导致各种皮肤问题。

近年来，随着大气臭氧层的破坏，到达地面的紫外线强度日益增加，紫外线的防护已经是一个非常重要的个体防护研究课题。

氧化锌的禁带宽度为3.2eV，它所对应的吸收波长为388nm，且由于量子尺寸效应，颗粒越细，它越能较好地吸收紫外线，尤其对280-320nm的紫外线。

纳米颗粒同时具有较好的可见光透过性。

实验表明，纳米ZNO是比较理想的紫外屏蔽剂，所以在化妆品中添加纳米ZNO，既能屏蔽紫外线防晒，又能抗菌除臭，真是一举两得。

2. 在纺织工业中的应用随着科学技术的发展和生活水平的提高，人们越来越追求高档、舒适、具有保健等功能的穿着，近年来不断研制出各种新型的功能纤维，如除臭纤维，能吸收臭味净化空气。

防紫外线纤维，除了具有屏蔽紫外线的功能外，还有抗菌、消毒、除臭的奇异功能。

等等3. 自洁性陶瓷与抗菌玻璃陶瓷行业是纳米ZNO的一大用户。

纳米ZNO可使陶瓷制品的烧结温度降低400-600摄氏度，烧成品光亮如镜。

加有纳米ZNO的陶瓷制品具有抗菌除臭和分解有机物的自洁作用，大大提高了产品质量。

另外，添加纳米ZNO的玻璃可抗紫外线、耐磨、抗菌和除臭，可用作汽车玻璃和建筑用玻璃。

4. 橡胶工业在橡胶和轮胎工业中，氧化锌是必不可少的添加剂。

在橡胶的硫化过程中，氧化锌与有机促进剂、硬脂酸等起反应时生成硬脂酸锌，能增强硫化橡胶的物理性能，也用作天然橡胶、合成橡胶及胶乳的硫化活性剂和补强剂以及着色剂。

纳米抗菌材料纳米抗菌材料是一种应用于医疗、食品加工、环境卫生等领域的新型材料，具有优异的抗菌性能和广泛的应用前景。

纳米抗菌材料是利用纳米技术对材料进行表面改性，使其具有抗菌、抑菌、杀菌等功能，从而起到抑制细菌、真菌、病毒等微生物生长的作用。

本文将就纳米抗菌材料的原理、应用及发展前景进行介绍。

首先，纳米抗菌材料的原理主要是利用纳米级微粒对材料表面进行改性，增加表面的抗菌活性。

纳米材料具有较大的比表面积和特殊的物理化学性质，可以与微生物细胞壁发生作用，破坏其生理功能，从而达到抗菌的效果。

常见的纳米抗菌材料包括纳米银、纳米二氧化钛、纳米氧化锌等，它们具有高效的抗菌性能，对多种细菌、真菌和病毒具有较强的杀灭作用。

其次，纳米抗菌材料在医疗、食品加工、环境卫生等领域有着广泛的应用。

在医疗领域，纳米抗菌材料可以用于制备医用器械、医用包装材料、消毒杀菌剂等，可以有效预防医院感染和交叉感染的发生。

在食品加工领域，纳米抗菌材料可以用于食品包装、保鲜杀菌、食品加工设备表面涂层等，可以延长食品的保质期，保障食品安全。

在环境卫生领域，纳米抗菌材料可以用于空气净化、水处理、表面清洁等，可以有效净化环境，预防疾病传播。

最后，纳米抗菌材料具有广阔的发展前景。

随着人们对健康和环境卫生的重视，纳米抗菌材料将会得到更广泛的应用。

未来，纳米抗菌材料可能会在纺织品、家居用品、化妆品等领域得到应用，为人们的生活带来更多的便利和健康保障。

同时，随着纳米技术的不断发展，纳米抗菌材料的制备工艺和性能将会不断提升，为其应用提供更加坚实的基础。

综上所述，纳米抗菌材料具有优异的抗菌性能和广泛的应用前景，是一种具有重要意义的新型功能材料。

随着技术的不断进步和应用的不断拓展，相信纳米抗菌材料将会在未来发挥越来越重要的作用，为人类的健康和生活质量带来更多的益处。

纳米氧化锌是一种直径仅有20纳米技术的颗粒活性氧化锌方式。

主要是做这些方面用的：
1、国防工业
产品具有很强的吸收红外线的能力，吸收率和热容的比值大，可应用于红外线检测器和红外线传感器；同时还具有质量轻、颜色浅、吸波能力强等特点，能有效的吸收雷达波，并进行衰减，应用于新型的吸波隐身材料；
2、纺织工业
具有良好的紫外线屏蔽性和优越的抗菌、抑菌性能，添加入织物中，能赋予织物以防晒、抗菌、除臭等功能；
3、饲料工业
产品作为一种纳米材料，具有高效的生物学活性、吸收率高、抗氧化能力强、安全稳定等特性，是目前比较理想的锌源。

在饲料中用纳米氧化锌替代高锌，既可以解决动物体对锌的需求量，也减少了对环境的污染；
4、涂料及其他领域
金属氧化物粉末如氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝及氧化镁等，将这些粉末制成纳米级时，由于微粒之尺寸与光波相当或更小时，由于尺寸效应导致使导带及价带的间隔增加，故光吸收显著增强。

各种粉末对光线的遮蔽及反射效率有不同的差异。

以氧化锌及二氧化钛比较时，波长小于350纳米（UVB）时，两者遮蔽效率相近，但是在350～400nm（UVA）时，氧化锌的遮蔽效率明显高于二氧化钛。

同时氧化锌（n=1.9）的折射率小于二氧化钛（n=2.6），对光的漫反射率较低，使得纤维透明度较高且利于纺织品染色。

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