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兩個月(yue)來(lai),新(xin)冠病毒(du)肆虐全球,愈演愈烈,已經深刻地改變了(le)人們(men)的(de)生活(huo)方(fang)式(shi),人們(men)愈發重視衛生健康。其(qi)中,現代抗(kang)菌材料(liao)應(ying)運而起(qi)。
雖然細(xi)菌和病(bing)毒是(shi)兩種不同的生(sheng)物,其(qi)殺滅(mie)和抑制機理也有所不同,但抗菌塑料(liao)還是(shi)火了起來。
細菌分無(wu)害(hai)和有害(hai)
了解(jie)抗(kang)菌材(cai)料,首先要(yao)了解(jie)細菌。
細(xi)菌(jun)是(shi)地球上種類(lei)最(zui)多的生物(wu),其實,很多細(xi)菌(jun)對(dui)人類(lei)是(shi)無害的,甚至還是(shi)有益(yi)處的。比(bi)如(ru)乳酸菌(jun)可(ke)(ke)以(yi)助消化(hua),醋酸菌(jun)可(ke)(ke)以(yi)用來(lai)釀醋。但(dan)是有些細菌對(dui)人類很不友好,具有致(zhi)病性。比如炭(tan)疽桿(gan)(gan)(gan)菌(jun)、大腸(chang)桿(gan)(gan)(gan)菌(jun)、軍團(tuan)桿(gan)(gan)(gan)菌(jun)、幽門螺桿(gan)(gan)(gan)菌(jun)、結核(he)桿(gan)(gan)(gan)菌(jun)、腸(chang)球菌(jun)等(deng)。
大家一(yi)定遇到或聽(ting)過這樣的(de)事(shi)情(qing)
杯子(zi)里沒喝(he)完的牛奶(nai)一段時間后變(bian)成了“酸奶(nai)” 吃了剛從冰箱里拿出來的西瓜得了急性腸(chang)胃炎 手上的小傷口沒有及時消毒竟然紅(hong)腫(zhong)發炎了(le) 被釘子刺(ci)傷(shang)后沒有(you)及時處(chu)理而(er)患上破傷(shang)風 |
這些都(dou)是(shi)細菌的 “功(gong)勞(lao)”,還有一些嚴重的疾病(bing),包括(kuo)肺結核(he)、淋病(bing)、炭(tan)疽病(bing)、梅毒、鼠疫、砂眼等(deng),也都(dou)是(shi)細菌干的“好事”!
據美國《WHO》統(tong)計(ji),1995年全(quan)世界因細菌傳染引起(qi)的死(si)亡人數為(wei)1700萬。相當于一個荷蘭沒(mei)了(le)!
近些(xie)年來,由于(yu)抗(kang)生(sheng)素濫用(yong),具有(you)抗(kang)藥(yao)性的“超(chao)級細菌”每年導(dao)致的死亡人數超(chao)過70萬(wan)!相當(dang)于(yu)一個不丹沒了(le)!
細菌還被用作武器,歷史上第(di)一次(ci)“細菌戰(zhan)”,可(ke)以追溯到(dao)西漢時期(qi),名將(jiang)霍(huo)去(qu)病在(zai)與匈奴(nu)人作戰(zhan)時,匈奴(nu)人將(jiang)病死的(de)牛羊(yang)扔進河(he)里,污染(ran)的(de)水源導致12萬匹戰(zhan)馬死亡,23歲的(de)霍(huo)去(qu)病獲勝回朝后(hou)也(ye)暴病身亡。
你能想到一(yi)代英豪,竟然可能是被(bei)細菌殺死的(de)嗎?原來叫“去病”也無(wu)法抵抗細菌的(de)攻擊!
致病細菌如此猖狂,人類當然要奮起反抗(kang)!
現在我們知道,細菌的致病機理是通過對寄主的侵犯,包括吸附于體表,侵(qin)入組織或(huo)細(xi)胞,生長繁殖,產生毒素,乃至擴散蔓延(yan)以(yi)及(ji)破(po)壞寄主的一系列防御機能,造成機體損傷。
抗(kang)菌(jun)的主要方式是采用物(wu)理、化(hua)學的、生物(wu)的等各種方法使細菌(jun)失活,失去繁殖能(neng)力。
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古時候,人們(men)雖然看不到細菌,甚至都不知道細菌的存在,但是被坑(keng)得多了,也(ye)慢慢的積(ji)累了一(yi)些斗爭(zheng)經驗。
02
抗(kang)菌史
其(qi)實,生活中有很(hen)多“不(bu)知(zhi)其(qi)所以然但(dan)知(zhi)其(qi)然”的抗菌(jun)經驗。其(qi)中,人類文明(ming)最(zui)重要(yao)的一(yi)次(ci)衛生狀況(kuang)改善,就是將水燒開之后(hou)再喝。還(huan)有將肉食或者蔬菜(cai)用(yong)鹽腌(a)制或者風干后(hou)可以防止腐敗,衣被(bei)等經常暴曬可以防止生病等,都是為(wei)了(le)抗菌(jun)。
根據(ju)記載,人類有意識(shi)的使用抗(kang)菌技(ji)術(shu)最早(zao)可以追溯到古埃及。當(dang)時的人們發現,用植物提取液浸漬布料,再來(lai)包裹木(mu)乃伊可以防止其腐爛。
其中的植物提取液包括了植物油、針葉(xie)樹脂、芳(fang)香植物提取(qu)物等(deng)一系列天然成(cheng)分,這應該就是天然抗菌劑應用的鼻祖了。
當然,中國也不落后。成書于戰國時代的《山海經》記載了“流赭以涂牛馬之病,熏草佩之可以己癘”,就是用硫磺和熏香草來防止牲畜和人患瘟疫。 |
商代就已懂(dong)得(de)用(yong)汞(gong)醫療癲疾等皮(pi)膚(fu)病。
漢(han)代張仲景的《傷(shang)寒雜(za)病論》中,記(ji)載有采(cai)用天然植物來殺菌防感染。
除了天然植物,還有使用金屬(特別(bie)是銀)來殺菌的。例如三國時期,人們會采用銀來治療士兵患處,這樣傷口的恢復速度更快。
在(zai)古(gu)巴比倫(lun),古(gu)埃及也有這方面的(de)記載。古(gu)代(dai)馬其(qi)頓人征戰(zhan)希臘(la)時,會用到銀(yin)箔覆蓋傷(shang)口(kou)加速愈合;古(gu)代(dai)人在(zai)航(hang)海過程中也會優先選擇銀(yin)質(zhi)器皿來(lai)盛水,可以(yi)防止(zhi)水的(de)腐(fu)敗(bai)變(bian)質(zhi)。
1867年,受巴斯德發(fa)現微生(sheng)物(wu)的啟發(fa),英格(ge)蘭的外(wai)科醫生(sheng)李斯特茅(mao)塞頓開,意識到(dao)(dao)到(dao)(dao)手術(shu)后的感染來自傷口與外(wai)部細(xi)菌(jun)接(jie)觸,進而發(fa)明了石碳酸(苯酚)消毒法(fa),十年時間,使手術(shu)后感染的死亡率由60%降(jiang)到(dao)(dao)了15%,挽救了無(wu)數人的生(sheng)命。也(ye)算是功德無(wu)量(liang)了!
1935年,德國人(ren)采用季銨鹽溶液處(chu)理軍隊服裝(zhuang)以防止傷口感染(ran)。注意(yi)哦,這是有意(yi)識地在其他材料中添加有機抗(kang)菌劑,算(suan)是揭開了(le)現(xian)代(dai)抗(kang)菌材料研發和應用的序幕。
03
抗菌(jun)劑的(de)體系
上述抗(kang)菌(jun)方法,很多(duo)都(dou)是需(xu)要人們做一個特別殺菌(jun)動作,才能將細菌(jun)殺死,那有沒(mei)有辦法讓(rang)人們的(de)生(sheng)活中的(de)器具本身具備抗(kang)菌(jun)效果,防止(zhi)細菌(jun)滋生(sheng)呢?
抗菌材料應運而生!
現代抗菌材(cai)料一般是指(zhi)通過(guo)在(zai)基材(cai)中添加抗菌物質(zhi) (抗菌劑),從而使(shi)材(cai)料具有抑制或殺滅表面細菌能力(li)的(de)一類新型功能材(cai)料。抗菌材料的核心是抗菌劑。
如今,抗菌劑按成份可分為無(wu)機抗菌(jun)(jun)劑、有機抗菌(jun)(jun)劑、天然抗菌(jun)(jun)劑三大體系。
仔細觀察你(ni)會發(fa)現,上述(shu)歷史(shi)中的抗菌材料(liao)正好符(fu)合這三大體(ti)系,這是現代(dai)人(ren)(ren)(ren)偷學了(le)古(gu)人(ren)(ren)(ren)的經驗(yan)?還是古(gu)人(ren)(ren)(ren)歪打正著(zhu)呢?
天然抗菌劑是人(ren)類最早使(shi)用的抗菌劑,如甲殼(ke)(ke)素、芥末、蓖麻油、山葵等。最常用的是殼(ke)(ke)聚(ju)糖(脫乙酰甲殼(ke)(ke)素)及其(qi)衍(yan)生物(wu),可以從蟹(xie)殼(ke)(ke)、蝦殼(ke)(ke)等動物(wu)外殼(ke)(ke)中得來。
殼聚糖在弱酸環境溶解后的溶液中含有氨基(NH2+),這些氨基通過結合細菌表面負電子基團來抑制細菌活性。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(kang)菌效果受環(huan)境影響較大,無法大范圍應(ying)用,同(tong)時(shi)加工困難,價格(ge)昂貴,因此存在很大的局限性。
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蟹、蝦等動物殼體(ti)中含有殼聚糖(tang) |
有機抗菌(jun)劑種類繁多,其中常用的大概幾十種,包括季銨鹽類,有機金屬類,有機鹵代物,醇,酚,醚類,還有呋喃類、吡咯類、咪唑類等等。有機抗菌劑主要應用在日用品上。其優點是殺菌快,又兼具防霉功能,但是持久性(xing)差,易分解,因此目前也并不常用。
無機抗(kang)菌劑耐熱性好,廣譜抗菌,同時持久性好,因此是目前應用十分廣泛的抗菌劑。其中,銀離(li)子抗(kang)菌(jun)劑(注意與銀單質區別)因其優異的(de)抗(kang)菌(jun)活性而應用最為廣泛(fan)。
04
抗菌塑料
將天然抗菌劑加(jia)(jia)入到塑(su)料(liao),由于天然抗菌劑效率低,需要的添加(jia)(jia)量大,會使(shi)塑(su)料(liao)物性下降明顯,而且(qie)其(qi)性能受環境(jing)影響大,容易失效。
將有(you)機抗(kang)菌劑加入(ru)塑料,由(you)于有(you)機抗(kang)菌劑需(xu)要(yao)遷移到表(biao)面起作用,使用中易(yi)出現抗(kang)菌效果不(bu)均勻,不(bu)持久(jiu),而且(qie)其熱穩定性差,熱加工時易(yi)分(fen)解失效。
無(wu)機(ji)抗(kang)菌劑具有廣(guang)譜(pu)的抗(kang)菌性(xing),且耐溫好,不產生(sheng)抗(kang)藥性(xing),是較好的選擇。其(qi)中,銀離子抗(kang)菌劑綜合效果顯著。
銀離(li)子(zi)抗菌(jun)劑的抗菌(jun)機(ji)理為(wei):
1、與細胞壁肽聚糖反應,造成細菌功能障礙,最終導致細(xi)胞(bao)壁破裂(lie);
2、與蛋白質中的巰基結合,形成硫化物,使其無法分裂;
3、作為催化活性中心激發電子,使氧分子形成活性氧自由基,破壞細(xi)菌結構;
4、金屬離子破壞遺傳物質堿基對,抑制(zhi)繁殖。
日本科學家最先進行銀(yin)離子(zi)抗菌塑料的(de)研(yan)究(jiu),開始時直接將銀(yin)的(de)化合物添加到(dao)塑料中,但由于銀(yin)的(de)化合物遇到(dao)光照容易變色(se),而(er)且銀(yin)離子(zi)釋放速度快,難以滿足長期使用。為了解決這一問題,科研人員引入了無(wu)機(ji)載(zai)體,將銀離子通過離子交換方式負載到不同的載體材料(如蒙脫土)上,不僅改善了變色問題,也降低了銀離子的釋放速度,提高了銀離子抗菌劑的穩定性。
1983年,日本的(de)品川燃(ran)料株式會社首先(xian)實現了含銀無機抗菌(jun)劑的(de)工業化。
1991-1995年,日本無(wu)機抗菌劑的(de)開發在國際上已處于領先地位,其中品川(chuan)燃料,鐘紡,石琢硝子等都成為世界上規模(mo)較大的(de)無(wu)機抗菌劑生(sheng)產(chan)廠家。
添(tian)加了無機銀離子抗菌(jun)劑的(de)抗菌(jun)塑(su)料(liao),具備了殺菌(jun)抑菌(jun)的(de)功能(neng),同時(shi)對塑(su)料(liao)物性(xing)及加工性(xing)影(ying)響不(bu)大,對人體又安全(quan)無害(hai),成為(wei)時(shi)下(xia)追求品質生活的(de)不(bu)二之選。目前,抗菌劑在塑料中應用日益廣泛,年增長率約為3.5%-4%。北美是使用抗菌劑(包括生物抑制劑)最多的地區,占全球總用量的40%;其次是日本,占20%。而日本的人均抗菌劑使用量最大,遠超北美和歐洲。
錦湖日麗也通(tong)過采用無機銀離子抗(kang)菌(jun)劑開發了ABS和(he)(he)PP基材的抗(kang)菌(jun)塑料ABS GN215B和(he)(he)PP GN015B,其(qi)對金(jin)黃葡萄球菌(jun)和(he)(he)大腸桿菌(jun)的有效(xiao)抗(kang)菌(jun)率可達99.9%以上,可用于空調、冰箱、洗衣機、智能馬桶(tong)以及小家電等。等你來“撩”哦(e)!
主筆:柳絮
編輯:余導
排版:connie
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