无机抗菌材料抗菌机理研究进展

无机材料作为抗菌剂进入人们的视野以来,其材料特性与抗菌机理不断得到研究.无机抗菌材料主要分为金属离子型(如Ag、Cu、Zn等)与金属氧化物光催化型(如TiO2、ZnO等),将其制备成纳米级材料后,其由于比表面积增大,可以更好地吸附于微生物,获得更好的抗菌效果.同时,相比于有机抗菌材料和天然抗菌材料,无机抗菌材料具有毒性低、稳定性高、耐久性好、不容易引起细菌耐药性的优点.然而,近些年对无机抗菌材料抗菌机理的提出与研究缺乏系统的分析和论证,大部分研究人员仅对某一金属型抗菌材料提出该种材料的抗菌机理.银系抗菌材料的抗菌机理是无机抗菌材料中研究较为深入的,一般认为银系抗菌材料释放出Ag+,Ag+吸附于细菌表面,然后击穿细胞膜进入细胞内部与细胞内容物发生反应,最后导致细菌失活.而金属氧化物光催化型(如TiO2)抗菌材料由于其较宽的光学带隙在光照的条件下可发生光催化反应,从而产生大量如·OH、·O2-一类的自由基,当这些自由基与细胞接触时,与细胞内有机物反应,导致细菌失活.本文归纳了各种无机材料的抗菌机理研究方式及内容,并对其进行了总结分析,根据抗菌活性物质和作用对象将抗菌机理分为三类:直接接触型、溶出-渗透型和催化氧化型.目前的研究表明,三种抗菌机理往往共同存在,相互交错,对其机理分析仍不透彻,因此建议从分子生物学和基因层面,比如细胞修复、蛋白质转换等方面揭示抗菌机理.     

强力安全的无机抗菌功能材料

通过对无机抗菌材料的载体、抗菌金属离子及制备工艺的研究,获得了抗菌率高且又安全的系列无机抗菌材料,其中有能耐１３５０℃高温的无机抗菌材料．试验表明,该无机抗菌材料对大肠杆菌、黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度ＭＩＣ值均为７５ｐｐｍ,对大、小白鼠的急性经口毒性的 ＬＤ_５０＞１００００ｍｇ／ｋｇ,亚急性毒性试验的无异常、无作用的量为 １００ｍｇ／ｋｇ·ｄ．     

银离子无机抗菌粉体

一．市场简介 抗菌材料可分为有机、无机金属离子型和半导体光催化型三大类。有机抗菌材料因耐热性差、持久性不足等问题,应用局限性大;光催化类抗菌材料发展迅速,但需进一步解决其紫外光依赖性、光利用率等问题,尚处于产业化应用初期;金属离子型抗菌材料,具有优良的耐热性、光谱抗菌性、安全性、耐光性和化学稳定性,持续抗菌时间长,是目前抗菌市场的主流产品。     

Ag/ZnO复合粉体抗菌性能及其表面改性研究

研究了以纳米ZnO为载体的银系无机抗菌材料的制备工艺及其抗菌性能。实验结果表明,Ag的掺杂有效地提高了样品的抗菌性能,对金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌的最小抑菌浓度(MIC)均为75mg.L-1。采用XRD和XPS等测试技术对样品进行表征。为了克服由于Ag存在产生的变色问题,采用在复合试样表面包覆一层月桂酸钠来进行表面改性并测量色差和亲油化度。改性后的粉体色差为0.88,亲油化度为54.5%。     

不锈钢表面Cu／Zn共渗层的微观结构及抗菌性能

为了进一步提高不锈钢的抗菌性能、抗腐蚀性能和降低制造成本,首次以Cu,Zn代替Ag,利用辉光等离子体法在AISB304不锈钢表面同时渗入Cu,Zn金属离子,制备了性能优良的抗菌不锈钢。通过扫描电镜和X射线能谱分析了渗层的形貌和化学组成,通过电化学极化曲线研究了抗菌不锈钢的耐蚀性能,以平板菌落计数法测试了不锈钢的抗菌性能...     

山梨酸钾抗菌包装材料研究进展

山梨酸钾作为防腐抗菌剂,在食品中被广泛应用;近年来,在抗菌材料领域也受到关注。山梨酸钾可以从材料内向包装食品表面释放,从而防止食品腐败,保证食品安全。归纳了山梨酸钾抗菌材料的抑菌性能测试方法,评价了山梨酸钾抗菌膜材的抑菌效果,概述了山梨酸钾释放动力学研究及山梨酸钾释放的理论模型,展望了山梨酸钾抗菌膜的发展前景,以期为山梨酸钾抗菌包装材料的进一步开发利用提供参考。     

抗菌高分子材料研究进展及应对策略

日常生活中细菌感染极易引起人类的健康问题,因此开发更高效的抗菌材料以减小感染带来的风险,具有重要的科学意义和应用价值.其中,抗菌高分子材料由于具有良好的生物相容性、抗菌持久性、不易使细菌产生耐药性,同时其品种丰富、合成和改性相对简单,是当前抗菌材料研究的热点.根据抗菌高分子材料的最新发展趋势,文中着重介绍了阳离子抗菌材...     

核电用316L不锈钢粉末增材制造研究现状

增材制造技术是一种无须模具、近净成形的先进制造工艺。不锈钢是一种在核电行业广泛应用的结构材料。实现不锈钢结构件的增材制造将进一步推动增材制造技术的发展,也可为核行业带来革命性改变。以核电用316L不锈钢为例,系统阐述了不锈钢粉末增材制造研究现状,包括粉末制备工艺现状、增材制造成形工艺现状以及成形件的组织性能研究现状。目前,增材制造用316L不锈钢粉末的制备工艺主要为雾化法,粉末的物化性能受制粉工艺参数的影响。在激光粉末床熔融增材制造技术、电子束选区熔化技术和等离子增材制造技术中,尤以激光粉末床熔融增材制造不锈钢的应用最为广泛。增材制造316L不锈钢的组织与性能存在各向异性,但各向异性可通过增材制造的后处理技术消除。目前增材制造最为常用的后处理技术为热处理。与锻造316L不锈钢相比,经热等静压处理的增材制造316L不锈钢的力学性能与辐照性能更优。目前,核用不锈钢的增材制造技术还处于起始阶段,后续应重点关注增材制造的成形机理及成形材料中子辐照性能等内容。     

镍基高温合金增材制造研究进展

镍基高温合金因其优异的高温强度及耐腐蚀、抗氧化性能而备受关注,被广泛应用于航空航天等领域。本文对增材制造镍基高温合金的制备方法、常见牌号以及合金的组织与性能进行了综述,总结了当前存在的问题,提出了未来值得探索的研究领域。金属增材制造技术制备的镍基高温合金具有良好性能,能实现复杂构件精密成形,且制备过程中材料浪费少,有望成为未来航空航天等领域中镍基高温合金构件的重要制备工艺。常见的镍基高温合金增材制造方法有粉末床熔化、定向能量沉积和电弧增材制造等,粉末床熔化被广泛用于制造高精度和复杂零件,但制造速度相对较慢,且设备和材料成本较高。定向能量沉积自由度和灵活性更高,可用于制备功能性梯度材料,但精度较低。电弧增材制造具有较低的设备成本和材料成本,适用于大型零件的快速制造,但其制备的合金表面粗糙度较差,需要进行额外的加工或后处理。在增材制造过程中被广泛研究的镍基高温合金包含IN625,Hastelloy X等固溶强化型和IN718,CM247LC,IN738LC等沉淀强化型高温合金。与传统的铸造和锻造方法相比,增材制造独特的逐层成型、快冷快热的制备过程带来了粗大的柱状晶粒组织和大量细小晶粒的独特...     

镍基高温合金增材制造研究进展EICSCD

镍基高温合金因其优异的高温强度及耐腐蚀、抗氧化性能而备受关注,被广泛应用于航空航天等领域。本文对增材制造镍基高温合金的制备方法、常见牌号以及合金的组织与性能进行了综述,总结了当前存在的问题,提出了未来值得探索的研究领域。金属增材制造技术制备的镍基高温合金具有良好性能,能实现复杂构件精密成形,且制备过程中材料浪费少,有望成为未来航空航天等领域中镍基高温合金构件的重要制备工艺。常见的镍基高温合金增材制造方法有粉末床熔化、定向能量沉积和电弧增材制造等,粉末床熔化被广泛用于制造高精度和复杂零件,但制造速度相对较慢,且设备和材料成本较高。定向能量沉积自由度和灵活性更高,可用于制备功能性梯度材料,但精度较低。电弧增材制造具有较低的设备成本和材料成本,适用于大型零件的快速制造,但其制备的合金表面粗糙度较差,需要进行额外的加工或后处理。在增材制造过程中被广泛研究的镍基高温合金包含IN625,Hastelloy X等固溶强化型和IN718,CM247LC,IN738LC等沉淀强化型高温合金。与传统的铸造和锻造方法相比,增材制造独特的逐层成型、快冷快热的制备过程带来了粗大的柱状晶粒组织和大量细小晶粒的独特微观组织,还形成了独特的熔池组织及位错胞结构。但是,通过增材制造得到的合金一般还需要进行热处理,对晶粒组织、析出相等进行调控,从而影响合金的力学性能。此外,增材制造镍基高温合金的力学性能还与具体制备方法和合金种类有关。尽管目前增材制造已被广泛用于镍基高温合金的制备,但仍面临组织与性能存在各向异性、高性能合金开裂敏感性高以及缺乏相应的规范和标准等问题,将来需要在热处理、专用合金的定制与开发、探索工艺-结构-功能关系以及计算建模等方面深入探索。     

静电纺缓释抗菌纳米纤维的制备及抗菌性能研究

目的 解决天然抗菌剂精油封装到聚合物中的受控释放问题。方法 选用聚乙烯醇和纳米纤维素为主体材料，采用百里香精油为活性物质，通过静电纺丝技术制备纳米纤维。结果 采用质量比为3∶4的纳米纤维素水凝胶(质量分数1%)和聚乙烯醇水溶液(质量分数6%)，并加入质量分数为4%~10%的百里香精油制备纺丝液，在纺丝电压为16 kV、纺丝速率为0.8 mL/h、纺丝距离为11 cm、针头直径为0.7 mm的条件下制备了直径为100~150 nm的纳米纤维，并成功将百里香精油包埋在纳米纤维中。结论 所制备的纳米纤维可以达到百里香精油缓慢释放的效果，对大肠杆菌、金黄葡萄球菌、黑曲霉和橘青霉均有抑制作用。     

奥氏体抗菌不锈钢的微观组织及抗菌性能

含Cu奥氏体抗菌不锈钢经特殊的抗菌热处理析出ε—Cu相,采用覆膜法研究其抗菌性能。实验结果表明：奥氏体抗菌不锈钢易于杀灭大肠杆菌和金黄色葡萄球菌;杀灭鼠伤寒杆菌需要一定时间;杀灭白色念株菌需要较长时间。这与细菌的细胞壁组织结构、细胞壁厚度及其属性有关。抗菌不锈钢对细胞壁较薄、肽聚糖含量较低、组织疏松、金属离子易穿透细胞壁的细菌易于杀灭;反之,细菌不易于杀灭。随着抗菌作用时间的延长,溶液中铜离子浓度的提高,抗菌不锈钢的杀菌效力显著提高。奥氏体抗菌不锈钢经表面打磨或磨损仍然具有同样的抗菌性能。     

洋葱抑菌基质抑菌包装纸的制备及其性能研究

针对馒头在储藏过程中容易发霉腐败的问题,以聚乙烯醇(PVA)为树脂基体,用洋葱汁作为主要抗菌基质制备洋葱基质母液,涂布到牛皮纸上制成抑菌包装纸,通过对被包装的馒头的霉变状况进行观察,从而判断洋葱基质对馒头所产生的抗菌作用。实验研究了涂布抗菌液后对抑菌纸的拉伸强度、水蒸气透过系数、氧气透过量的影响。研究结果表明:在相同的条件下,使用洋葱基质抑菌包装纸的试样霉变时间晚于空白试样,同时随着洋葱基质质量分数的增加,抗菌效果呈现出上升的态势;而当洋葱基质质量分数达到一定程度后,洋葱基质质量分数的增加对抗菌作用的加强效果趋于饱和;涂布包装纸的水蒸气透过系数和氧气透过量较牛皮纸有所降低,拉伸强度有所增强。     

载银4A沸石抗菌剂的制备及其抗菌性能的研究

以4A沸石为载体, AgNO3溶液为反应液,通过离子交换法,制备载银沸石抗菌剂.探讨了制备工艺对沸石交换性能的影响;通过X射线衍射分析表征了样品的结构,并对其抗菌性能进行了测定.结果表明:交换液的浓度、反应温度、反应时间、pH值等对沸石的交换性能有较大的影响;交换液浓度为0.1mol/L、pH值为6-8为宜,从能耗角度考虑,室温为宜,但从反应时间考虑,应该选用加热;样品对大肠杆菌、沙门氏菌具有良好的抗菌性能.     

含Ag-Zn无机抗菌剂的Ca3(PO4)2涂层的抗菌性能

采用等离子喷涂方法在OCr18Ni9Ti不锈钢基体上制作分别含有不同含量Ag-zn无机抗菌剂的涂层.X射线衍射(XRD)测试分析表明:涂层中的Ag-Zn无机抗菌剂为ZnO2、Ag2O2和Ag2SO4;涂层对大肠杆菌ATCC 8099和金黄色葡萄球菌ATCC 6538的抗菌性能表明:含Ag-Zn无机抗菌剂的磷酸钙涂层具有优异的抗菌性能,随涂层中Ag-Zn无机抗菌剂含量的增加和涂层与细菌作用时间的延长,涂层的抗菌率提高.     

氨基功能化抗菌碳量子点的制备及抗菌性能研究

目的 以精胺、多巴胺为原材料合成氨基功能化抗菌碳量子点，为进一步将其应用于食源性致病菌消除领域提供参考。方法 利用精胺、多巴胺通过热解法合成精胺碳点、多巴胺碳点和精胺/多巴胺碳点（SPM–CDs、DA–CDs、SPM/DA–CDs），通过透射扫描电镜，X射线光电子能谱、红外光谱、Zeta电位、紫外光谱和荧光光谱对碳点进行表征，选取食源性致病菌金黄色葡萄球菌和大肠杆菌作为供试菌株，采用微量肉汤稀释法研究碳点及前体物的抗菌性能。结果 SPM–CDs、DA–CDs、SPM/DA–CDs的分散性好，平均粒径分别为（4.25±0.89）、（3.90±0.67）、（4.0±0.96）nm；在365 nm紫外灯照射下3种碳点均能发出荧光，表面都带有较高的正电荷并且含有C=C、C-O、O-H等化学键；抗菌实验表明，SPM/DA–CDs对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌抑制效果显著，最小抑菌质量浓度分别为0.25 mg/mL和0.5 mg/mL，而SPM–CDs、DA–CDs和前体物对2种菌的抑制效果较差；SEM结果表明碳点能造成细菌表面凹陷、破裂，从而导致细菌死亡。结论 本研究合成的氨基功能化抗菌碳点具有优异...     

Antibacterial Mechanism of Copper-bearing Antibacterial Stainless Steel against E.Coli

A preliminary study was made on the antibacterial mechanism of copper-bearing antibacterial stainless steels against E.coli through experiments of microbiology such as EDTA （ethylenediaminetetraacetic acid） complexing, DNA smearing and AFM （atomic force microscope） observation. It was measured that the antibacterial stainless steels showed excellent antibacterial functions with antibacterial rate to E.coli over 99.99%. The antibacterial rate was weak if the bacteria solution was complexed by EDTA, indicating that the copper ions play a dominant role in the antibacterial effect of the antibacterial stainless steels. The electrophoresis experiment did not show the phenomenon of DNA smearing for E.coli after contacting antibacterial stainless steels, which meant that DNA of E.coli was not obviously damaged. It was observed by AFM that the morphology of E.coli changed a lot after contacting antibacterial stainless steels, such as cell walls being seriously changed and lots of contents in the cells being leaked.     

Ag/SiO2抗菌材料的制备及抗菌性能研究

以甲基三乙氧基硅烷为疏水性前驱物,采用溶胶-凝胶法制备单质银掺杂的疏水性二氧化硅(Ag/SiO2)材料。通过XRD、紫外-可见光谱和红外光谱分析,对Ag/SiO2材料的物相和化学结构进行了表征,并研究了其对大肠杆菌和地表水样的抗菌性能。结果表明,Ag/SiO2材料中的银元素以单质形式存在,具有疏水性Si-CH3基团,单质银的掺杂对Ag/SiO2材料的化学结构影响不明显。随着银含量的增加,Ag/SiO2材料的抑菌性明显增强,银含量nAg=0.15时,其对大肠杆菌抑菌率达91.86%,对地表水样的抑菌率达92.38%,具有较好的抑菌广谱性。     

复合沸石抗菌材料及其抗菌性能的研究

本文利用离子交换法将沸石与具有抗菌性能的锌铜离子合成双组分抗菌沸石,研究了反应时间、温度、交换的金属溶液的浓度和沸石与金属离子溶液的固液比对抗菌剂载金属含量及抗菌性能的影响,同时也比较了单金属组分沸石与双金属沸石抗菌性能的差异。实验表明,制备锌铜双组分抗菌沸石的最佳工艺条件为：反应时间2h,温度90℃,沸石质量与金属离子溶液体积比1：10,锌铜含量相差最少则锌铜离子浓度比为1：1。