纳米抗菌剂的研究进展

结束语
纳米抗菌剂具有广阔的发展前景，但是其在 制革工业中的应用还仅仅处在起步阶段，存在着 诸多的缺点，我们要针对皮革的特点，充分发挥 无机纳米抗菌剂的优势，选择适宜的纳米抗菌剂 类型，开发符合皮革产品的工艺，将其应用到皮 革制品中。
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光催化杀菌机理
除此之外， 羟基自由基· OH 能够使 DNA 链 中的碱基之间的磷酸二酯键断裂，导致 DNA 分 子断裂，从而破坏 DNA 分子的双螺旋结构，同 时细胞内部 DNA 的复制及细胞膜的代谢也被中 断。
接触型灭菌机理
该机理主要适用于一些可以直接接触的纳米 抗菌材料，由于抗菌粒子带正电荷，而细胞膜带 负电荷，由于库仑力的作用，两者相互吸引，利 用电荷转移就可以击穿细胞膜，使蛋白质发生变 性，导致菌体无法呼吸、代谢和繁殖，直至死亡。
抗菌成分 金属抗菌剂 载体
（无机材料）
Ag、Cu、Zn 以 及稀土元素
硅酸盐、磷酸盐、 活性炭
比表面积大 吸附性好
光催化型抗菌剂
光催化型抗菌剂是利用 N型半导体材料，例如 TiO2、ZnO、Fe2O3等，可以在光的催化作用下和吸附 在 其 表 面 的 OH- 或 H2O 分 子 反 应 生 成 羟 基 自 由 基 （即· OH）, 利用· OH所具有的强氧化性对微生物产生 抑制和灭杀作用。 光催化型抗菌剂 TiO2具有活性高、耐久性好、热 稳定性强、无毒无害、价格便宜等优点，但是它必须 是在有紫外光线的照射、氧气或水的存在的条件下才 能发挥抗菌作用，所以说具有一定的局限性。
目录
纳米抗菌剂的种类 作用机理 制备方法 应用现状及局限性
制备方法
制备方法
后期添加法
本体加入法
络合-被覆法
离子交换法
后期添加法
络合- 被覆法
主要是使抗菌金属离子与络合剂发生络合反 应，并将新形成的络合物吸附在无机材料的表面， 就可以形成纳米抗菌材料，但是为了提高纳米抗 菌材料的稳定性，会常常对其进行后处理。 例如：银离子络合物+二氧化硅膜
目录
纳米抗菌剂的种类 作用机理 制备方法 应用现状及局限性
局限性
1、抗菌机理缺乏全面认识； 2、抗菌剂种类有限； 3、负面影响缺乏认识。
应用现状
目前主要是将纳米抗菌剂引入到皮革的表 面 ，或者通过使用助剂使纳米银系作为抗菌剂 分散到胶粘剂中，再通过浸轧、喷涂等手段将 其与鞋材结合，即可赋予鞋材抗菌性能。此外， 纳米TiO2 已经被用于皮革涂饰，不仅赋予皮革 涂层抗菌性能，而且还提高了涂层膜的强度。
后期添加法
Βιβλιοθήκη Baidu离子交换法
无机材料载体中经常会含有起平衡介电作用 的钠、钾、钙等阳离子，如果利用抗菌金属离子 与这类阳离子进行交换，就可以赋予无机材料载 体一定的抗菌作用。 这是目前制备无机抗菌剂最常用的制备方法， 具体的操作方法包括树脂柱交换法、浸渍交换法 等等。
本体加入法
该方法中最为典型的应当是可溶性玻璃抗菌 剂的制备法, 它是指在成分设计时将银盐作为原 料的一部分,按照制造玻璃的一般方法即可制得 玻璃抗菌剂。此外，载银羟基磷灰石的制备也可 以通过在原料中加入抗菌性的金属离子盐来实现。
金属离子溶出抗菌机理
其作用过程如下图（以 Ag+为例）
光催化杀菌机理
活性氧论认为，纳米抗菌材料在光照能量大于 禁带宽度能量的条件下，被激发的电子会同吸附在 其表面上的氧气作用，产生活性氧（即 O2·-----‐），同时OH-失去负电荷，形成羟基自由 基· OH。由于这两种自由基都有较强的氧化活性,从 而可以彻底的杀灭细菌。其作用机理可简单表示如 下：
目录
纳米抗菌剂的种类 作用机理 制备方法 应用现状及局限性
纳米抗菌剂的作用机理
1
金属离子溶出抗菌机理
2
光催化杀菌机理
3
接触型灭菌机理
金属离子溶出抗菌机理
Ag+ 、Cu2+ 、Zn2+ 等金属离子可破坏多种酶的 活性，从而阻止了细菌的新陈代谢和个体繁殖。与 此同时，纳米抗菌材料所释放出来的金属离子还可 以进入到菌体的内部，迅速地与蛋白质、核酸中的 巯基(· SH)、 氨基(· NH2)等官能团发生反应，从而 致使细菌死亡。
纳米抗菌剂的研究进展 及其在制革中的应用
研究背景
皮革产品来自于天然的动物皮组织，在加 工及存储过程中很容易受到微生物的污染，严 重影响了皮革产品的质量以及使用性能。此外， 由于皮革结构的极性和多孔性结构,使其很容 易吸潮，使皮革呈酸性且含水量高，容易发霉。
研究背景
表面界面效应
小尺寸效应
高效、环保、广谱 量子尺寸效应
量子隧道效应
目录
纳米抗菌剂的种类 作用机理 制备方法 应用现状及局限性
纳米抗菌剂的种类
结构形态
纳米抗菌微粒、纳米抗菌固体 、纳米抗菌组装 结构 沸石型抗菌材料、磷酸复盐抗菌材料 、羟基磷灰 石抗菌材料 、水溶性玻璃和硅胶纳米抗菌材料
载体类型
有效成分
金属抗菌剂和光催化型抗菌剂
金属抗菌剂
用量小、活性高、 耐久性好