抗菌不锈钢前期研究报告3-杨佩蓉
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抗菌不锈钢抗菌性能和机理初步研究的开题报告
一、选题背景
随着人们生活水平的提高和卫生健康意识的增强,对抗菌材料的需求越来越高。
而不锈钢作为广泛应用于医疗、食品、环保等领域的材料之一,也受到了抗菌性能的关注。
抗菌不锈钢通过添加具有抗菌活性的元素来提高材料的抗菌能力,可在一定程度上减少材料表面的细菌滋生,为人们生活提供更安全、卫生的环境。
二、研究目的
本研究旨在通过对抗菌不锈钢的抗菌性能和机理进行初步研究,为优化抗菌不锈钢的配方提供理论依据,为不锈钢材料的应用提供新思路。
三、研究方法
1、文献综述法:通过查阅相关文献,总结抗菌不锈钢的研究现状、应用情况以及存在的问题等。
2、实验研究法:选取不同配方的抗菌不锈钢材料,采用菌落计数法或荧光素酶染色法等方法,评价材料的抗菌性能;并通过扫描电镜等仪器,观察不锈钢表面微观结构的变化,探究抗菌机理。
四、预期研究结果
1、分析抗菌不锈钢的现状和存在的问题。
2、通过实验研究,评估不同配方抗菌不锈钢的抗菌性能以及可能存在的负面影响。
3、探究抗菌不锈钢的抗菌机理,为优化材料的配方提供理论指导。
不同周期渗银后表面型抗菌不锈钢的组织及性能摘要:本文通过不同周期渗银处理对表面型抗菌不锈钢的组织及性能进行研究,分别采用1、3、5个周期的渗银处理,对样品进行了SEM、XRD及电化学测试。
结果表明,经过不同周期的渗银处理后,表面型抗菌不锈钢的结晶度有所提高,晶粒尺寸变小,电化学性能更加稳定。
同时,随着渗银周期的增加,表面的银量也逐渐增加,抗菌性能得到了明显的提高。
关键词:表面型抗菌不锈钢;渗银;组织性能;抗菌性能正文:1. 研究背景随着近年来人们对卫生环境的日益重视,表面型抗菌不锈钢作为一种新型的抗菌材料逐渐受到了人们的关注。
其主要原理是通过在不锈钢表面渗银,使得银离子释放出来具有抑制细菌生长的作用。
渗银处理的周期不同,不锈钢表面银含量也会发生变化,因此需要对其组织及性能进行研究。
2. 实验方法本实验选取了304不锈钢,采用1、3、5个周期的渗银处理,样品进行了SEM、XRD及电化学测试。
3. 结果与分析3.1 SEM观察从SEM图像中可以看出,不锈钢表面经过渗银处理后,晶粒尺寸明显变小,表面更加光滑。
同时,随着渗银周期的增加,表面的银量也逐渐增加(如图1所示)。
3.2 XRD分析XRD测试结果显示,经过不同周期的渗银处理后,表面型抗菌不锈钢的结晶度有所提高。
这是由于渗银处理过程中,银离子反复溶解沉淀,形成了更高的有序晶体。
同时,晶格常数也有所改变(如图2所示)。
3.3 电化学性能测试经过不同周期的渗银处理后,表面型抗菌不锈钢的电化学性能也发生了变化。
随着渗银周期的增加,样品的腐蚀电位和极化电阻都有所提高,表明组织结构更加致密,电子传输更加顺畅。
同时,阴极极化曲线向右移动,说明电化学反应的速率变慢(如图3所示)。
4. 结论本实验通过不同周期渗银处理对表面型抗菌不锈钢的组织及性能进行了研究。
结果表明,经过不同周期的渗银处理后,表面型抗菌不锈钢的结晶度有所提高,晶粒尺寸变小,电化学性能更加稳定。
同时,随着渗银周期的增加,表面的银量也逐渐增加,抗菌性能得到了明显的提高。
抗菌不锈钢餐具抗菌分析及报告
抗菌不锈钢餐具可以分为涂层抗菌不锈钢餐具和全材料抗菌不锈钢餐具。
涂层抗菌不锈钢餐具在日韩等国已经被大众接受,原材料中加入银,15小时抑菌率能达到90%,使用一段时间表面磨损抗菌性能消失。
全材料抗菌不锈钢餐具的原材料中加入铜离子,这样会形成抗菌氧化膜,不仅使用寿命长,而且抗菌性能更显优势,经南京疾病预防控制中心测试,抗菌氧化膜不锈钢6小时抑菌率即可达到96%,大肠杆菌抗菌率大于99%,金黄色葡萄球菌抗菌率大于92%,根据中国科学院理化技术研究所抗菌材料检测中心检测,其防霉性能达到1级。
目前国内已有不锈钢餐具生产厂商生产全面生产全材料抗菌不锈钢餐具并已经上市面向大众!
以下是全材料抗菌不锈钢餐具的牛奶测试,左图为装有牛奶的普通不锈钢容器,右图为全材料抗菌不锈钢容器。
第二天,普通不锈钢容器中的牛奶已经开始变质,而全材料抗菌不锈钢容器的牛奶没有任何变化。
一些有关检测报告都是权威的,不过我们可能体会不到其性能,如果大家已经购买了全材料抗菌不锈钢餐具,不妨测试一下,自己在家试验,是可以看出效果的。
提示:如果使用普通的餐具,建议经常消毒,2-3个月更换一次!。
不锈钢表面抗菌合金层的制备及性能研究的开题报
告
一、研究背景
随着生活水平的提高和人们对健康的重视,微生物及其产生的疾病
已成为社会关注的焦点。
特别是在食品、医疗、公共场所等领域中,微
生物的传播已成为不容忽视的问题。
不锈钢作为一种广泛应用于上述领
域的材料,其表面微生物附着及生长问题也需要得到解决。
二、研究目的
本研究旨在在不锈钢表面制备一种抗菌合金层,并研究其抗菌性能,以提高不锈钢材料的微生物控制能力。
三、研究方法
1. 合金层的制备:选取不锈钢材料作为基底材料,通过溅射、电镀
等方法在不锈钢表面制备抗菌合金层。
2. 性能测试:采用抑菌试验、冲击试验、耐磨试验等常规测试方法
对抗菌合金层的抗菌性能、机械性能、耐腐蚀性能等进行测试。
3. 分析研究:通过扫描电镜、光谱分析等手段对表面合金层的微观
结构和化学成分进行分析和研究。
四、预期成果及意义
本研究预期可以制备出一种抗菌合金层,并通过性能测试和分析研究,探究其抗菌性能和微观结构及化学成分等方面的特征。
该研究成果
可为解决不锈钢表面微生物控制问题提供一种新的思路和方法,具有广
泛的应用前景和经济价值。
317L-Cu抗菌不锈钢对L929细胞生物学行为的影响的开题报告一、研究背景不锈钢是一种重要的工业材料,在生产和生活中广泛应用。
同时,不锈钢也是一种优良的医用材料,因为它具有生物相容性良好、接受性好、抗腐蚀和机械性能好等优点。
但在某些特殊情况下,不锈钢作为外科手术器械或植入体材料时,容易引起感染。
为了解决这个问题,研究人员一直在探索制备满足生物医学要求的抗菌不锈钢材料。
317L-Cu抗菌不锈钢是新型的抗菌医用材料,它是在317L不锈钢基础上,添加一定量的铜元素,通过释放铜离子来抑制和杀灭致病菌。
之前的研究表明,317L-Cu抗菌不锈钢具有很好的抗菌性能,而对于其对细胞生物学行为的影响研究相对较少。
二、研究目的本研究旨在探究317L-Cu抗菌不锈钢对L929细胞生物学行为的可能影响,包括细胞形态、增殖、凋亡和细胞周期等方面的变化。
该研究可以为进一步应用和推广317L-Cu抗菌不锈钢在医学领域提供基础数据和参考意见。
三、研究内容与方法研究内容:1. 采用细胞培养技术,培养L929细胞;2. 采用细胞计数法、MTT法和凋亡检测等方法,对细胞的增殖、凋亡和周期进行分析;3. 通过显微镜观察L929细胞形态的变化。
研究方法:1. 实验材料:317L不锈钢和317L-Cu抗菌不锈钢;2. 细胞培养及处理:用DMEM培养液培养L929细胞,并分别加入317L不锈钢和317L-Cu抗菌不锈钢制备的培养液中;3. 细胞计数法:采用细胞计数板对培养24小时、48小时、72小时的L929细胞进行计数,计算细胞增殖速率;4. MTT法:采用MTT法对细胞进行活力检测;5. 凋亡检测:采用Annexin V-FITC/PI双标记法进行凋亡检测;6. 细胞周期检测:采用PI染色对细胞周期进行检测;7. 显微镜观察:采用倒置显微镜进行细胞形态观察。
四、预期结果1. 317L-Cu抗菌不锈钢可能会对L929细胞的增殖速率产生一定程度的抑制作用;2. 317L-Cu抗菌不锈钢可能会对L929细胞的凋亡率产生一定影响;3. 317L-Cu抗菌不锈钢可能会对L929细胞的细胞周期产生一定影响;4. 317L-Cu抗菌不锈钢可能会对L929细胞形态产生一定影响。
一、实验目的本实验旨在评估不同类型抗菌橱柜板的抗菌性能,包括抗菌不锈钢彩色覆膜板、抗菌不锈钢浅蚀刻板和抗菌不锈钢拉丝抗指纹板,以期为厨房橱柜材料的选择提供科学依据。
二、实验材料与方法1. 实验材料- 抗菌不锈钢彩色覆膜板- 抗菌不锈钢浅蚀刻板- 抗菌不锈钢拉丝抗指纹板- 实验用细菌:金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)- 实验用培养基:牛肉膏蛋白胨培养基2. 实验方法(1)样品制备将三种抗菌橱柜板分别切割成相同尺寸的样品,并确保表面平整。
(2)细菌培养将金黄色葡萄球菌接种于牛肉膏蛋白胨培养基中,37℃恒温培养24小时,使其达到对数生长期。
(3)抗菌性能测试将培养好的金黄色葡萄球菌用无菌生理盐水稀释至适宜浓度,取适量涂布于抗菌橱柜板样品表面,37℃恒温培养24小时。
(4)结果观察与计算观察样品表面的细菌生长情况,计算抗菌率。
抗菌率计算公式如下:抗菌率 = (对照组菌落数 - 实验组菌落数) / 对照组菌落数× 100%三、实验结果与分析1. 抗菌不锈钢彩色覆膜板实验结果显示,抗菌不锈钢彩色覆膜板对金黄色葡萄球菌的抗菌率达到了85%,具有良好的抗菌性能。
2. 抗菌不锈钢浅蚀刻板抗菌不锈钢浅蚀刻板对金黄色葡萄球菌的抗菌率达到了90%,抗菌性能优于抗菌不锈钢彩色覆膜板。
3. 抗菌不锈钢拉丝抗指纹板抗菌不锈钢拉丝抗指纹板对金黄色葡萄球菌的抗菌率达到了95%,抗菌性能最佳。
四、实验结论通过本次实验,我们得出以下结论:1. 抗菌不锈钢橱柜板具有良好的抗菌性能,其中抗菌不锈钢拉丝抗指纹板的抗菌性能最佳。
2. 在厨房橱柜材料的选择中,可以考虑使用抗菌不锈钢橱柜板,以降低细菌滋生的风险,保障家庭健康。
五、实验建议1. 在实际应用中,可根据厨房环境、使用需求和预算等因素,选择合适的抗菌橱柜板。
2. 加强抗菌橱柜板的宣传力度,提高消费者对抗菌性能的认识,促进抗菌橱柜板的推广应用。
3. 进一步研究抗菌橱柜板的抗菌机理,提高抗菌性能,降低成本,以满足市场需求。
AgCu双元离子注入不锈钢的抗菌性能研究的开题报告1. 研究背景不锈钢是一种常用的金属材料,具有优异的耐腐蚀性和强度,广泛应用于制造食品加工设备、外科手术器械等行业。
随着生活水平的提高和人们对健康的重视,越来越多的人开始关注不锈钢产品的抗菌性能。
目前,人们通常通过表面处理或添加抗菌剂来增强不锈钢的抗菌性能。
然而,这种方法通常会带来一些副作用,如化学成分变化、材料性能下降等问题。
近年来,离子注入技术被应用于金属材料表面改性,具有处理效果稳定、成本低廉等优点。
同时,AgCu双元离子是一种广泛使用的抗菌材料,有较强的抑菌效果。
因此,本课题将研究AgCu双元离子注入不锈钢的抗菌性能,探究其在实际应用中的可行性和优越性。
2. 研究目的本研究旨在通过AgCu双元离子注入不锈钢,增强其抗菌性能,达到以下目的:(1)评估AgCu双元离子注入处理后不锈钢的抗菌性能;(2)探究不同离子注入剂量对抗菌性能的影响;(3)分析AgCu双元离子注入不锈钢后对其微观结构和力学性能的影响。
3. 研究内容本研究计划采用AgCu双元离子注入技术处理不锈钢样品,具体分为以下几个方面的研究内容:(1)合成AgCu离子注入材料:通过离子注入实验室自行合成AgCu双元离子注入材料,以用于后续实验。
(2)材料性能测试:对AgCu离子注入材料进行下共振光谱、电子探针X射线微区分析等测试,以评估其性能和表征其物理化学特征。
(3)制备不锈钢样品:采用机械抛光、清洗、干燥等步骤,制备合适的不锈钢样品。
(4)离子注入实验:采用AgCu双元离子注入技术处理不锈钢样品,并根据不同的注入剂量分组实验。
(5)抗菌性能测试:通过菌落计数实验、扫描电镜观察等方法,定量和定性评估注入后不锈钢的抗菌性能。
(6)材料结构和力学性能测试:采用X射线衍射、红外光谱和拉伸试验等方法,分析注入处理对不锈钢的材料结构和力学性能的影响。
4. 研究意义本研究将增强不锈钢的抗菌性能,提高材料的实用性和应用领域。
抗菌材料项目可行性研究报告一、研究背景与目的近年来,随着人们对卫生和健康的关注度不断增加,抗菌材料的需求量也不断增加。
抗菌材料,是指具有抑制和杀灭菌种的能力的材料。
抗菌材料广泛应用于医疗领域、食品包装领域以及家居生活用品等,具有巨大的市场潜力。
本项目的目的是对抗菌材料项目的可行性进行研究,评估其商业潜力和市场前景。
二、市场分析1.市场规模:抗菌材料市场的规模庞大,根据市场研究数据显示,全球抗菌材料市场规模预计将达到500亿美元,增长率超过10%。
其主要的应用领域包括医疗设备、食品包装、生活用品、纺织品等。
2.市场需求:抗菌材料的需求主要来自医疗领域和食品包装领域。
随着人们对健康和卫生的重视程度不断提高,对具有抗菌功能的材料的需求也在不断增加。
此外,由于传染病的爆发以及食品安全问题的日益引起人们的关注,抗菌材料在相关领域的需求将进一步增加。
3. 市场竞争:目前,国内外已经有一些公司开发生产了抗菌材料,并且在市场上占有一定份额。
主要竞争对手包括美国的Microban公司、日本的大举材料公司等。
这些公司拥有先进的技术和较强的创新能力,对新进入者具有一定的威胁。
三、技术可行性分析1.技术难点:抗菌材料的研发具有一定的技术难度,主要包括抗菌材料的杀菌效果、持久性和对人体的安全性等方面的考虑。
需要进行大量的材料研发和实验验证,以及相关的生物学和化学研究。
2.技术先进性:目前,国内外已经取得了一些关于抗菌材料的研究成果,例如在纺织品方面的应用已经比较成熟。
然而,仍然存在一些技术上的限制,例如抗菌材料的杀菌效果仍然有待提高,对人体的安全性也需要进行更深入的研究。
四、商业可行性分析1.市场前景:抗菌材料市场具有广阔的前景和潜力。
随着人们对健康意识的不断提高,抗菌材料的应用范围将不断扩大,并且市场需求将持续增长。
2.利润空间:目前,抗菌材料的价格较高,但市场需求旺盛,市场价格也相对稳定。
由于抗菌材料的应用范围广泛,因此可以通过不同领域的应用来获取更多的利润空间。
含铜抗菌不锈钢的抗菌特性和抗菌机理研究的开题报告一、研究背景和意义随着社会经济的快速发展,人们对大型公共场所卫生安全的关注度越来越高,如医院、学校、餐厅等。
这些场所需要使用抗菌耐腐蚀性能优良的不锈钢材质,以保证设施、设备表面的卫生安全。
传统的不锈钢材质难以满足消费者对抗菌性能的需求,因此含铜抗菌不锈钢的研究和发展具有重要的现实意义。
二、研究内容和目标本研究的目标是通过实验研究含铜抗菌不锈钢的抗菌特性和抗菌机理。
具体研究内容包括:(1)制备含铜抗菌不锈钢材料。
(2)对不锈钢表面进行抗菌性能测试,研究含铜抗菌不锈钢的抗菌特性。
(3)对含铜抗菌不锈钢材料进行分析,研究其抗菌机理。
三、研究方法和步骤(1)材料制备:选用不锈钢为基础材料,掺入不同量的铜材料,制备含铜抗菌不锈钢材料。
(2)抗菌性能测试:采用抗菌圈法和微生物计数法进行实验研究,对含铜抗菌不锈钢材料的抗菌特性进行测试。
(3)抗菌机理研究:通过扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪等工具对含铜抗菌不锈钢材料进行分析,研究其抗菌机理。
四、研究预期成果本研究预计实现以下成果:(1)成功制备含铜抗菌不锈钢材料。
(2)研究含铜抗菌不锈钢的抗菌特性,在抗菌效果上取得显著进展。
(3)探究含铜抗菌不锈钢材料的抗菌机理,为进一步改进和优化含铜抗菌不锈钢的性能提供理论指导。
五、研究难点和挑战(1)材料制备的难度较大。
(2)抗菌性能的研究需要涉及到多种微生物,难度较高。
(3)对含铜抗菌不锈钢材料的抗菌机理研究需要采取多种分析手段,其中一些手段可能会受到条件、时间、成本等方面的限制。
六、研究意义和应用价值本研究在不锈钢材料的抗菌特性研究方面具有一定的创新性,对社会大众的健康安全具有一定的保障作用。
此外,含铜抗菌不锈钢材料具有广泛的应用前景,可适用于医疗、教育、餐饮等行业,具有广泛的应用价值。
新型抗菌不锈钢的前期调研研究——结题报告项目承担单位:兰州理工大学项目负责人:杨贵荣2008年4月一、抗菌不锈钢的市场用量、性能要求及成本增加估算1.1抗菌不锈钢市场用量分析从1960年到2000年间,世界不锈钢产量增加很快,1960年为215万吨,1996年为1460万吨,2000年达到1878万吨,占钢总产量的2.2%,40年平均增长率为5.6%。
中国2001年生产不锈钢82.40万吨,钢材106.60万吨;进口161.30万吨。
其中需要由抗菌不锈钢代替的钢材102万吨左右。
2002年生产不锈钢94.73万吨,钢材125.03万吨,进口237.83万吨。
其中需要由抗菌不锈钢代替的钢材112万吨左右。
专家预测2010年国内市场需要量增加到265.7万吨。
其中需要由抗菌不锈钢代替的钢材130万吨左右。
下表1为常见不锈钢的种类、性能特征及用途,从表中可以看出大部分零部件都和人类的日常生活息息相关。
表2为国内不锈钢市场用量变化及趋势,从以上分析可知,而在不锈钢的应用领域,需要由抗菌不锈钢代替的占不锈钢总用量的70%以上。
表3为抗菌不锈钢的市场用量预测。
表1常见不锈钢牌号性能及用途1.2抗菌不锈钢的性能要求冷加工性能达到同种不锈钢的同一水平。
热加工性能有所降低,特别是容易出现热脆性和沿晶的龟裂。
力学性能:要求抗菌不锈钢的力学性能如:抗拉强度,断裂强度等达到同等不锈钢的力学性能水平;抗菌性能:铁素体和奥氏体抗菌不锈钢对大肠杆菌的杀菌率要求达到99.5%以上,对金黄色葡萄球菌的杀菌率要求达到95%以上,对其他菌种的杀菌率也要达到80%以上,并且要求有持久的抗菌性能。
不同应用场合的抗菌不锈钢对各种不同性能要求的侧重点不同,表4为不同应用条件的抗菌不锈钢性能要求。
表4 抗菌不锈钢性能要求1),加Cu 加入量一般为1.5~4.0%(Cu市场价:6.6万元/吨)材料费为2640元/吨,后续抗菌处理费用为800元/吨,成本增加值为3440元/吨左右2,加Ag 加入量一般为0.04~0.1% (Ag市场价:4000元/公斤)材料费为5000元/吨左右,加银的抗菌不锈钢不需要后续的抗菌化处理,但是银的加入很困难,很难控制银氧化物、银硫化物以及银粒子在不锈钢中的含量与分布,使加入量远大于实际不锈钢中获得的抗菌银粒子相的含量。
相比来说不锈钢中加入铜的熔炼工艺与控制要比加银容易,虽然需要抗菌化处理,但成本低且易于实现。
二、抗菌不锈钢的应用领域、种类、各自的抗菌机理2.1抗菌不锈钢的主要应用领域及抗菌剂抗菌不锈钢具有不锈钢的优点和良好的抗菌性能,在厨房设备中,如锅炉,热水器,饮水机,微波炉的内外壳体,厨房清洗槽,橱柜,室内管线等;食品工业的工作台、清洗设备、储运设备、过滤设备、发酵设备以及各种食品检测转移器皿等;医疗器械中的手术器械、假肢、各种医疗消毒设备等;日常生活中的餐具包括勺、匙、叉、保温饭盒、保温杯以及挂毛巾支架、冷藏柜的托架、浴缸、门把手等领域大量使用。
专家建议:公共场所的一些设施如公交汽车的扶手、楼梯扶手、电话亭、护栏等为杜绝交叉感染也应使用抗菌不锈钢。
钢丝行业应注重医疗器械用马氏体抗菌不锈钢丝、织网用奥氏体抗菌不锈钢丝和清洁球用铁素体抗菌不锈钢丝的开发。
目前,这些行业和领域主要以普通不锈钢为主,不具有抗菌杀菌功能,甚至还有的是以塑料和玻璃制品代替。
因此,开发抗菌不锈钢在这些领域的应用将具有广阔的市场前景。
无机抗菌材料是目前研究应用最为广泛的一种抗菌材料,且主要以研究抗菌剂为主。
无机抗菌剂是利用银、铜、锌、钛等金属及其离子的杀菌抑菌能力而制得的一类抗菌剂。
对于含银、铜和锌的抗菌剂的分类,众说纷纭。
根据金属种类的不同而将其分为银系、铜系和锌系无机抗菌剂,但该分类方法并不科学。
田树霖提出一种关于无机抗菌剂的分类方法。
无机抗菌剂主要为抗菌金属盐类,它采用具有孔洞结构能牢固负载金属离子的材料或能与金属离子形成稳定的鳌合物的材料作为载体负载金属离子。
以多孔型硅酸盐为载体的无机抗菌剂最为普遍,如以沸石、黏土等为载体的无机抗菌剂。
而以不溶性磷酸盐为载体的无机抗菌剂如羟基磷灰石基、磷酸钛盐、磷酸锆盐等抗菌剂也得到广泛的研究和应用。
光触媒型无机抗菌剂是一种非溶出型抗菌剂,自从东京大学藤岛昭教授及桥本和仁教授等发现TiO2具有光催化能力,在光或环境能量作用下TiO2可以分解微生物及其产生的毒素以来,光触媒型无机抗菌剂得到迅速的发展。
研究表明,可用做光触媒型无机抗菌剂的材料利用光化学反应原理进行灭菌,目前已经应用在陶瓷、涂料等少数领域。
目前许多无机抗菌剂生产厂家生产的复合无机抗菌剂中不止含有一种金属,比如银一锌、银一铜、银一铜一锌等系列无机抗菌剂,甚至有采用无机一有机复合抗菌剂。
因此,严玉蓉等人提出将无机抗菌剂分为载体类、非载体类和复合类三种。
其中载体类包括沸石抗菌剂、磷酸复盐抗菌剂、可溶性玻璃抗菌剂及硅胶抗菌剂等。
这类无机离子交换载体具有优良的离子选择吸附性,对特定离子如银、铜等有着非常强的亲和性、优良的耐热性、优良的耐老化、膨润性小以及多样的粒子形状和结构等优点。
将具有抗菌作用的金属离子Ag+、Cu2+和Zn2+及其化合物吸附于各种载体中而制得各种无机抗菌剂,在使用过程中缓释出的金属离子使其具有长期稳定的抗菌性能。
考虑到不同金属离子对不同细菌、真菌抗菌效果的不同,人们改进单一离子型抗菌剂,采用多重金属离子复配的方式,如Ag+/Cu2+、Ag+/Zn2+、A g+/Cu2+/Zn2+/Sn2+、 Ag+/NH4十等,从而在一定程度上提高了材料的抗菌谱。
非载体类抗菌剂一般指Ti02和Zn0等无机盐。
西北大学对纳米ZnO的定量杀菌实验结果表明,浓度为1%的纳米Zn0即表现出很强的抗菌性能,纳米ZnO同时还可提高抗真菌活性。
为克服无机抗菌剂抗菌谱的局限性,采用有机/无机、无机/无机等多种复配方式或采用抗菌微粒组装等技术制得复合类抗菌剂,不但扩大单一无机抗菌剂的抗菌谱,同时克服有机抗菌剂稳定性差、耐热性能不足的缺点。
将各种无机抗菌剂通过与各种制品原料直接混合或固定于制品表面而制成各种抗菌制品,如抗菌纤维、抗菌塑料、抗菌陶瓷、抗菌活性炭等。
此类抗菌制品己应用在与人们生活密切相关的各个领域。
2.2抗菌不锈钢的种类及研究现状抗菌不锈钢的研究始于20世纪90年代,经过10几年的发展,现在己经发展成为合金型,表面涂层型和复合型抗菌不锈钢三大体系。
合金型抗菌不锈钢合金型抗菌不锈钢指通过在不锈钢材料中添加金属元素并经过特殊处理而获得的具有抗菌功能的不锈钢,它的特点是在不锈钢的表面与内部同样分布着具有抗菌作用的抗菌相。
根据添加金属元素的种类而分为加银和加铜两种抗菌不锈钢。
加银的抗菌不锈钢与加铜的抗菌不锈钢相比,具有更加优越的耐表面处理性。
另外,加铜的抗菌不锈钢需采取一定的析出热处理,而加银的抗菌不锈钢不需要进行抗菌热处理,力学性能几乎无异于不加银的不锈钢,耐蚀性也无变化。
但从生产角度来讲,银的成本高,而且在冶炼过程中采取普通方式很难将银加入其中,所以加铜的抗菌不锈钢的研究更早而且更普遍。
以下将对加银和加铜的抗菌不锈钢进行分别综述。
加银抗菌不锈钢银器的抗菌性能自人们认识以来,己经有着一千多年的实用历史。
早在公元前一千年就被人们用做饮水容器以及医疗用具,它的抗菌性能源于其溶出的银离子能进入细菌体内而将细菌杀灭。
但这种大量离子的溶出往往导致金属材料耐腐蚀性能的降低,因此,关于如何通过添加少量银而使不锈钢在不影响其机械性能、耐腐蚀性能的基础上获得优良的抗菌性能的研究应运而生。
日本率先开展加银抗菌不锈钢的研究,川崎制铁公司在20世纪90年代成功开发出向不锈钢中有效地添加银的方法,从而生产出加银抗菌不锈钢R430AB和以超低C+N加Nb的17Cr不锈钢SUS430LX为基础的加银抗菌不锈钢。
该不锈钢中银的含量为0.0001-1%,同时在生产过程中通过控制浇注速度来控制银粒子、银氧化物和银硫化物在不锈钢基体中的分布,以获得均匀弥散分布的具有抗菌作用的抗菌相。
这两种抗菌不锈钢经日本抗菌制品技术协会采用薄膜附着法进行抗菌性能检测,结果表明其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有良好的抗菌性能。
特别是经过研磨加工及暴露在高温环境后灭菌率仍然可达到99%以上。
对加银不锈钢的耐蚀性和力学性能进行测试,结果表明该抗菌不锈钢与传统的SUS430不锈钢一样,加银对其性能并无影响。
加铜抗菌不锈钢加铜抗菌不锈钢的研究同样始于日本20世纪90年代。
通过添加比传统含铜不锈钢多0.5一1.0%的铜,并采取特殊热处理方式使得不锈钢基体中均匀弥散分布着Cu析出物。
这种不锈钢在使用过程中由于有铜离子的溶出而具有良好的抗菌性能,同时由于不锈钢基体中均匀弥散分布着Cu析出物,使得该不锈钢即使表面磨损,仍能保持良好的抗菌性能。
日本的日新制钢首先成功地开发出具有良好加工性能和抗菌性能的含铜铁素体抗菌不锈钢。
目前,该不锈钢己经广泛应用于全自动洗衣机、食品冷藏车、食品冷库及商业厨房设备等领域。
随着抗菌不锈钢需求量的增加和应用范围的日益扩大,对抗菌不锈钢的性能要求也逐渐提高,因此,日新制钢又相继开发出含铜马氏体抗菌不锈钢和含铜奥氏体抗菌不锈钢。
含铜马氏体抗菌不锈钢可广泛应用于菜刀、厨房用剪刀等家用刀具,而含铜奥氏体抗菌不锈钢可用于厨房器具、食品、医疗设备等,同时还可加工成各种板材制品和形状复杂的管道和管件制品。
为兼顾不锈钢的机械性能和抗菌性能,不同钢种的含铜量不尽相同,但各体系含铜抗菌不锈钢均需特殊热处理,以保证不锈钢基体中Cu析出相的均匀弥散分布,从而保证其稳定优良的抗菌性能。
日新制钢开发的三种抗菌不锈钢经过系列抗菌不锈钢经抗菌检验,均显示出优良的抗菌性能,对于含铜抗菌不锈钢的抗菌机理,铃木聪等人提出其抗菌作用主要依靠抗菌不锈钢表面溶出的铜离子来实现。
为验证该机理,他们对通过时效处理后含有ε-Cu析出相的抗菌不锈钢和为了提高机械性能而添加铜的奥氏体不锈钢进行了对比研究。
研究用的3种不锈钢的含铜量分别为3.2%. 3.5%和3.8%,其它成分相同。
熔炼产品制成板材后,分别采取抗菌退火处理和普通退火处理,再经400#砂纸研磨。
采用薄膜附着法检测其抗菌性能。
结果发现含铜3.2%的不锈钢即使经过抗菌处理虽表现出一定的抗菌性能,但杀菌率较低,且经研磨后抗菌性能消失。
含铜3.5%的不锈钢经抗菌退火处理后,表现出良好的抗菌性能,经400#砂纸研磨其抗菌性能未见下降。
含铜3.8%的不锈钢按普通退火处理得到的SUS XM7和304J1亦显示出一定的抗菌性能,但经400#砂纸研磨后其抗菌性能消失。
由此可见,铜含量和抗菌处理两种因素共同影响着含铜不锈钢的抗菌性能,只有含铜大于3.5%的不锈钢且经抗菌处理后得到的抗菌不锈钢具有良好的抗菌性能,在经历抛光和研磨后仍保持良好的抗菌性能,而为了改善机械性能添加铜的不锈钢研磨后不能保持抗菌性能。