1935年,德国人采用季铵盐溶液处理军队服装以防止伤口感染。注意哦,这是有意识地在其他材料中添加有机抗菌剂,算是揭开了现代抗菌材料研发和应用的序幕。
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抗菌剂的体系
上述抗菌方法,很多都是需要人们做一个特别杀菌动作,才能将细菌杀死,那有没有办法让人们的生活中的器具本身具备抗菌效果,防止细菌滋生呢?
抗菌材料应运而生!
现代抗菌材料一般是指通过在基材中添加抗菌物质 (抗菌剂),从而使材料具有抑制或杀灭表面细菌能力的一类新型功能材料。抗菌材料的核心是抗菌剂。
如今,抗菌剂按成份可分为无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂三大体系。
仔细观察你会发现,上述历史中的抗菌材料正好符合这三大体系,这是现代人偷学了古人的经验?还是古人歪打正着呢?
天然抗菌剂是人类最早使用的抗菌剂,如甲壳素、芥末、蓖麻油、山葵等。最常用的是壳聚糖(脱乙酰甲壳素)及其衍生物,可以从蟹壳、虾壳等动物外壳中得来。
壳聚糖在弱酸环境溶解后的溶液中含有氨基(NH2+),这些氨基通过结合细菌表面负电子基团来抑制细菌活性。研究表明壳聚糖具有安全广谱的抗菌性能和良好的生物相容性,但是抗菌效果受环境影响较大,无法大范围应用,同时加工困难,价格昂贵,因此存在很大的局限性。
有机抗菌剂种类繁多,其中常用的大概几十种,包括季铵盐类,有机金属类,有机卤代物,醇,酚,醚类,还有呋喃类、吡咯类、咪唑类等等。有机抗菌剂主要应用在日用品上。其优点是杀菌快,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。
无机抗菌剂耐热性好,广谱抗菌,同时持久性好,因此是目前应用十分广泛的抗菌剂。其中,银离子抗菌剂(注意与银单质区别)因其优异的抗菌活性而应用最为广泛。
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抗菌塑料
将天然抗菌剂加入到塑料,由于天然抗菌剂效率低,需要的添加量大,会使塑料物性下降明显,而且其性能受环境影响大,容易失效。
将有机抗菌剂加入塑料,由于有机抗菌剂需要迁移到表面起作用,使用中易出现抗菌效果不均匀,不持久,而且其热稳定性差,热加工时易分解失效。
无机抗菌剂具有广谱的抗菌性,且耐温好,不产生抗药性,是较好的选择。其中,银离子抗菌剂综合效果显著。
银离子抗菌剂的抗菌机理为:
1、与细胞壁肽聚糖反应,造成细菌功能障碍,最终导致细胞壁破裂;
2、与蛋白质中的巯基结合,形成硫化物,使其无法分裂;
3、作为催化活性中心激发电子,使氧分子形成活性氧自由基,破坏细菌结构;