什么是抗菌涂层？

五月 26 2021
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现代世界充满了惊人的发现和创新。随着技术的发展，人类不断改进和即兴创作新事物。有多种涂层可供选择，可用于覆盖大量表面。一个例子是抗菌涂层，它是真正的科学礼物。这些涂层由具有许多有益品质的复合材料制成。是的，它们会影响表面的外观。但除此之外，这些涂料还起到了很大的保护和预防作用。抗菌涂层也被广泛用于保护表面和人体。通过本抗菌涂料指南了解所有细节，从使用的材料到好处和风险。

什么是抗菌涂层？

抗菌涂层使用化学物质通过细胞膜扰动来阻止病原体的生长。通俗地说，抗菌涂层是在表面上应用化学试剂，可以阻止致病微生物的生长。除了提高表面的耐用性、外观、耐腐蚀性等，这些涂层还可以防止有害的致病微生物。

抗菌涂料的需求是什么？

正如欧洲疾病预防和控制中心透露的那样，每年有超过 400 万人感染医疗保健相关感染 (HCAI)，导致 37,000 人死亡。对抗 HCAI 是全球医疗保健行业面临的一个重大问题。 HCAI 是西方国家的第六大死因。在发展中国家，情况更糟。

保护表面免受细菌和微生物侵害的需求日益增加。这不仅适用于医疗保健设备/表面。需求更为广泛。从表面、设备和墙壁，到纺织品和食品，一切都容易受到微生物的影响，这些微生物最终会传染给人类。不可能总是对表面进行清洁、消毒或使用强化学物质来防止细菌生长。在这种情况下，抗菌涂层似乎是最佳选择。这是一个用抗菌剂涂覆表面的简单过程，从而获得更安全和长期的解决方案。

抗菌表面是如何制成的？

可以通过两种方法获得可以阻碍微生物生长的表面。第一种方法是物理改性，包括材料改变和表面粗糙度。第二种方法涉及化学变化。化学变化包括聚合物的接枝、超疏水表面、纳米材料和涂层的使用。这些涂层包括自清洁涂层和带有抗菌添加剂的涂层。在选择最合适的抗菌涂层时，请牢记安全等级、行业规范和涂层物体的具体用途。

抗菌涂料中使用了哪些材料？

石墨烯材料：石墨烯材料由抗菌材料组成，如富勒烯、石墨、氧化石墨烯、原始石墨烯片和氧化石墨。这些材料会影响微生物的生长，因为它们会破坏细菌膜、氧化应激和微生物的截留。
类石墨烯二维材料：这里，原料和化学剥离的MoS ₂片材由于其抗菌活性而被用作类石墨烯二维材料。
聚阳离子水凝胶：聚阳离子水凝胶由抗菌水凝胶组成，该水凝胶基于二甲基-癸基铵壳聚糖-接枝-聚（乙二醇）甲基丙烯酸酯聚（乙二醇）二丙烯酸酯。该材料被认为会导致微生物死亡。
银纳米粒子：银纳米粒子在 1-10 nm 范围内具有杀菌作用，并且与尺寸有关。
聚合物刷子：在抗菌涂料中使用了三种类型的聚合物刷子：功能化聚合物刷子、包含杀菌聚合物的刷子和防污聚合物刷子。
树枝状大分子：树枝状大分子由于能够穿过细胞膜而被用于抗菌涂层。
铜及其合金：众所周知，铜及其合金，如青铜、黄铜、铜镍锌和白铜，是天然的抗菌元素。这些元素可以抑制和破坏致病微生物的生长。

如何测试抗菌涂层？

抗菌部门没有提到具体的测试作为证明抗菌涂层功效的单一测试。然而，不同的组织已经开发了几种测试方法来满足行业标准。其中一些测试由美国材料试验协会 (ASTM)、美国纺织化学家和染色师协会 (AATCC)、日本工业标准 (JIS) 和国际标准化组织 (ISO) 提出。这些测试有助于衡量抗菌涂层在对抗微生物生长和存活方面的性能。

这些测试专为特定的使用领域、材料或抗菌技术而设计。结果，很难选择一种方法。然而，标准的一个例子是制造商的抗菌涂层 ISO 22196 (JIS Z 2001)。抗真菌测试方法是 ASTM G21 或 AATCC 方法 30，第 III 部分。同样，ASTM E2149 用于检测接触一小时后的抗菌活性，而 ASTM E2180 用于检测接触纺织品 24 小时后的抗菌活性。此外，ASTM G21 用于确定对黑霉菌和真菌的抵抗力。

抗菌涂料在哪里使用？

如今，除医疗保健领域外，抗菌表面涂层还用于多种消费和工业应用，例如：

工业的
商业的
建筑产品
户外
家居用品

抗菌涂层的基本要求是在医疗领域。所有医疗机构都面临 HCAI 的风险。抗菌涂层有助于减少细菌通过开关、门把手等公共区域的传播。此外，该涂层用于导管、手术设备、医疗电子设备、医疗器械、托盘等，以最大程度地降低医疗过程中的感染风险程序。它们现在甚至用于医院织物，包括手套、外科口罩、伤口敷料、绷带、编织医院纺织品和无纺医院纺织品。该领域的创新也导致这些涂层在医疗植入物中的使用。

抗菌涂料可用于各种建筑物，如学校、办公楼、餐馆、公共场所和住宅楼，以长期保护免受致病微生物的侵害。它们还广泛用于维持空气处理系统中的室内空气质量，如通风、供暖、空调、天花板和风扇。该涂料可有效防止汽车部件、墙壁、天花板管道等各种表面上的霉菌生长和再生。

抗菌涂料也已进入食品行业，可用于食品加工装置、乳制品、大规模生产以及该过程中使用的器具和容器。在纺织领域，它们有助于为织物提供耐用性、新鲜度和抗污性。

抗菌涂层有什么好处？

如前所述，抗菌涂料的使用广泛增长，不仅用于最需要它们的工业和医疗保健行业，而且用于家庭用途。以下是这些涂料的一些好处。

微生物防护

首先，这些表面涂层可以防止细菌、真菌、藻类、霉菌等各种微生物的生长。研究表明，这些涂层在表面上的应用可以抑制不同微生物的生长。只要有涂层，表面就会成为微生物生长和生存的不利环境。它还可以防止染色、任何难闻气味的存在或应用表面的退化。

需要更少的消毒剂

在表面使用抗菌涂层减少了对处理公共设施中顽固微生物所需的刺激性清洁剂和消毒剂的需求。这逐渐减少了在建筑物，特别是医疗设施中使用这些清洁剂对环境的影响。

健康和清洁

考虑有大量人员的办公室、学校或医院的情况。在这些地方感染传播的可能性很高。表面上存在抗菌涂层有助于在很大程度上对抗这些感染或疾病的传播。涂层可保护大容量跟踪点，如门把手、开关、栏杆和家具。此外，它们通过减少空气中细菌和细菌的存在来促进清洁。

具有成本效益

抗菌涂层有助于降低维护成本。当涂层涂在表面上时，它可以防止染色、变色、渗出或其他影响物体外观的因素。它节省了维护或更换这些物品所需的额外经济负担和劳动力。

延长寿命

对微生物的保护加上抗菌涂层提供的维护可延长物体的一般使用寿命，因为它们可以防止变色、气味和其他由微生物活动引起的损害。

基础设施价值

抗菌涂层的应用不仅可以保护表面，还有助于整体基础设施标准。这些涂层的存在使组织能够为其中的人们提供更安全、更清洁的环境。在表面上使用这些涂层传达了一个更深刻的信息，即组织确实关心他们为人们提供的安全和氛围。它肯定会增加建筑物及其整体基础设施的价值。

抗菌涂层的风险是什么？

虽然抗菌涂层有很多好处，但也有一些缺点。与在表面上使用抗菌涂层相关的各种风险包括：

抗菌涂层会释放出可能缓慢进入生态系统的活性成分，从长远来看会对健康造成危害。
从含有银、锌和铜的涂层中释放的活性成分可能对鱼类、甲壳类动物、藻类等产生毒性作用。鱼类消耗的这些有毒成分最终会被人类消耗。
同样，在织物上使用抗菌涂层来防止微生物生长可能会导致废水中引入毒素，最终损害海洋环境。
缓慢注入和释放的活性纳米成分可能会产生不同的或新的适应性微生物，例如耐药细菌。
上述大多数情况是杀菌抗菌涂层浸出成分以杀死微生物的结果。 Flora Coatings 开发了一种名为 Invesil 的生物静电抗菌涂层，它不会浸出成分并被认为是安全的。

安全使用

新兴和新发现的健康风险科学委员会 (SCENIHR) 坚持“谨慎使用抗菌药物”。因此，普遍需要设计安全的抗菌涂层。它导致了“设计安全”的概念，该概念强调了设计一种消除有害物质的产品的必要性。它突出了对涂层中抗菌成分释放的控制。它还可以设计为针对某些特定微生物而不会伤害其他细菌。此外，需要使用满足所有安全要求的适当生产工艺。一项研究建议对医院废水进行处理，以防止其影响海洋生物。

随着该领域的各种研究，新技术不断发展。聚合物、安全的抗菌表面和其他创新技术已被用于中和抗菌涂层的不利影响。现在，产品的设计以安全、方便和成本效益为优先事项。

今天，技术以适当的安全规范和极其谨慎的方式广泛用于医学领域。对于体内的医疗植入物，细菌感染的可能性很高。此外，很难经常移除和更换植入物。因此，在植入人体之前，医疗植入物需要经过无毒、生物稳定和生物相容的抗菌剂处理。

什么是抗菌和抗病毒涂层？

众所周知，细菌是活的微生物，可以在抗菌剂的帮助下杀死，而病毒是无生命的病原体，不能被杀死，只能灭活。此外，病毒具有带负电荷的外膜，可被溶剂、某些紫外线频率、热量、尖峰、极端正电荷或金属离子干扰破坏。大多数质子化溶剂，如酒精和表面活性剂（或肥皂）都可以破坏病毒的外部蛋白质。一旦蛋白质被破坏，病毒就不能附着在细胞上并转移或改变人类核糖核酸 (RNA)。理论上，抗病毒涂层的厚度必须大于表面的平均粗糙度。大多数固体表面的平均粗糙度在微米范围内。因此可以推测有效涂层的厚度在微米范围内。有许多商业产品声称通过涂层化学灭活病毒。但是，缺乏适当的测试协议会质疑此类声明的准确性。

抗菌涂料的市场是什么？

根据 Grand View 研究报告，2015 年全球抗菌涂料市场估计为 24.4 亿美元。 2019 年报告指出，预计 2019 年至 2024 年间市场的复合年增长率将达到 11.5%。2019 年，抗菌涂料市场达到 28 亿美元，到 2024 年，预计将达到 54 亿美元。由于当前的 COVID-19 大流行危机，抗菌涂料市场被认为显着增加。对抗菌涂层的需求包括银、铜和其他抗菌涂层。

主要应用领域是：

医疗的
室内空气质量系统
模具修复
纺织品
食品和饮料
建筑施工

世界各国政府都在关注 HCAI。因此，对抗菌涂层的需求增加，这被认为在防止感染传播方面发挥着至关重要的作用。北美和欧洲的市场正在稳步增长，各国政府正在采取重大措施来提高人们对这些涂料实用性的认识。由于美国的高医疗和生活水平，北美是最大的市场。政府已经制定了严格的规则来处理北美和欧洲的 HCAI。银抗菌涂料在北美的需求量很大。抗菌涂料市场上的一些顶级制造商是：

艾仕得涂料系统
巴斯夫
阿克苏诺贝尔
RPM 国际
PPG 工业
宣威-威廉姆斯

抗菌涂料的未来是什么？

抗菌涂料领域充满活力。研究和创新继续提供更好、更安全和创新且价格合理的抗菌涂料。研究背后的原因是北美和欧洲国家的需求稳步增长。亚太、非洲、拉丁美洲和中东地区的需求也有所增加。

此外，对控制释放方法的呼声很高。所有这些因素都导致需求急剧增加，再加上创新。未来的抗菌涂料必须通过集成来实现所有功能。此外，对抗菌涂料的需求将扩展到越来越多的公共建筑。未来可能会在几乎所有建筑物中看到抗菌涂层，作为一种简单的方法来防止细菌进入并保持健康的环境。

结论

抗菌涂料市场在需求方面的快速增长以及对改进的呼声，正在为未来市场的新局面铺平道路。该行业正在见证来自多个方向的增长。一方面，由于对这些涂料优势的认识提高，全球需求急剧增加，另一方面，市场力量对在该领域进行进一步研究施加压力，从而导致更好的产品在安全和成本方面。此外，正在探索新材料以及新领域。抗菌涂料行业似乎即将见证一场历史性的革命。

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免责声明：本文旨在教育或告知读者有关抗菌涂层技术的知识。没有人试图为任何产品背书或创建一个产品相对于另一个产品的比较或优势。这里写的文字是作者的观点，与 Flora Coatings 公司无关。此处显示的信息是作者所知的最佳信息，并不表示完全准确。