什麼是抗菌塗層？

5月 26 2021
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現代世界充滿了驚人的發現和創新。隨著技術的發展，人類不斷改進和即興創作新事物。有多種塗層可供選擇，可用於覆蓋大量表面。一個例子是抗菌塗層，它是真正的科學禮物。這些塗層由具有許多有益品質的複合材料製成。是的，它們會影響表面的外觀。但除此之外，這些塗料還起到了很大的保護和預防作用。抗菌塗層也被廣泛用於保護表面和人體。通過本抗菌塗料指南了解所有細節，從使用的材料到好處和風險。

什麼是抗菌塗層？

抗菌塗層使用化學物質通過細胞膜擾動來阻止病原體的生長。通俗地說，抗菌塗層是在表面上應用化學試劑，可以阻止致病微生物的生長。除了提高表面的耐用性、外觀、耐腐蝕性等，這些塗層還可以防止有害的致病微生物。

抗菌塗料的需求是什麼？

正如歐洲疾病預防和控制中心透露的那樣，每年有超過 400 萬人感染醫療保健相關感染 (HCAI)，導致 37,000 人死亡。對抗 HCAI 是全球醫療保健行業面臨的一個重大問題。 HCAI 是西方國家的第六大死因。在發展中國家，情況更糟。

保護表面免受細菌和微生物侵害的需求日益增加。這不僅適用於醫療保健設備/表面。需求更為廣泛。從表面、設備和牆壁，到紡織品和食品，一切都容易受到微生物的影響，這些微生物最終會傳染給人類。不可能總是對錶面進行清潔、消毒或使用強化學物質來防止細菌生長。在這種情況下，抗菌塗層似乎是最佳選擇。這是一個用抗菌劑塗覆表面的簡單過程，從而獲得更安全和長期的解決方案。

抗菌表面是如何製成的？

可以通過兩種方法獲得可以阻礙微生物生長的表面。第一種方法是物理改性，包括材料改變和表面粗糙度。第二種方法涉及化學變化。化學變化包括聚合物的接枝、超疏水錶面、納米材料和塗層的使用。這些塗層包括自清潔塗層和帶有抗菌添加劑的塗層。在選擇最合適的抗菌塗層時，請牢記安全等級、行業規範和塗層物體的具體用途。

抗菌塗料中使用了哪些材料？

石墨烯材料：石墨烯材料由抗菌材料組成，如富勒烯、石墨、氧化石墨烯、原始石墨烯片和氧化石墨。這些材料會影響微生物的生長，因為它們會破壞細菌膜、氧化應激和微生物的截留。
類石墨烯二維材料：這裡，原料和化學剝離的MoS ₂片材由於其抗菌活性而被用作類石墨烯二維材料。
聚陽離子水凝膠：聚陽離子水凝膠由抗菌水凝膠組成，該水凝膠基於二甲基-癸基銨殼聚醣-接枝-聚（乙二醇）甲基丙烯酸酯聚（乙二醇）二丙烯酸酯。該材料被認為會導致微生物死亡。
銀納米粒子：銀納米粒子在 1-10 nm 範圍內具有殺菌作用，並且與尺寸有關。
聚合物刷子：在抗菌塗料中使用了三種類型的聚合物刷子：功能化聚合物刷子、包含殺菌聚合物的刷子和防污聚合物刷子。
樹枝狀大分子：樹枝狀大分子由於能夠穿過細胞膜而被用於抗菌塗層。
銅及其合金：眾所周知，銅及其合金，如青銅、黃銅、銅鎳鋅和白銅，是天然的抗菌元素。這些元素可以抑制和破壞致病微生物的生長。

如何測試抗菌塗層？

抗菌部門沒有提到具體的測試作為證明抗菌塗層功效的單一測試。然而，不同的組織已經開發了幾種測試方法來滿足行業標準。其中一些測試由美國材料試驗協會 (ASTM)、美國紡織化學家和染色師協會 (AATCC)、日本工業標準 (JIS) 和國際標準化組織 (ISO) 提出。這些測試有助於衡量抗菌塗層在對抗微生物生長和存活方面的性能。

這些測試專為特定的使用領域、材料或抗菌技術而設計。結果，很難選擇一種方法。然而，標準的一個例子是製造商的抗菌塗層 ISO 22196 (JIS Z 2001)。抗真菌測試方法是 ASTM G21 或 AATCC 方法 30，第 III 部分。同樣，ASTM E2149 用於檢測接觸一小時後的抗菌活性，而 ASTM E2180 用於檢測接觸紡織品 24 小時後的抗菌活性。此外，ASTM G21 用於確定對黑黴菌和真菌的抵抗力。

抗菌塗料在哪裡使用？

如今，除醫療保健領域外，抗菌表面塗層還用於多種消費和工業應用，例如：

工業的
商業的
建築產品
戶外
家居用品

抗菌塗層的基本要求是在醫療領域。所有醫療機構都面臨 HCAI 的風險。抗菌塗層有助於減少細菌通過開關、門把手等公共區域的傳播。此外，該塗層用於導管、手術設備、醫療電子設備、醫療器械、托盤等，以最大程度地降低醫療過程中的感染風險程序。它們現在甚至用於醫院織物，包括手套、外科口罩、傷口敷料、繃帶、編織醫院紡織品和無紡醫院紡織品。該領域的創新也導致這些塗層在醫療植入物中的使用。

抗菌塗料可用於各種建築物，如學校、辦公樓、餐館、公共場所和住宅樓，以長期保護免受致病微生物的侵害。它們還廣泛用於維持空氣處理系統中的室內空氣質量，如通風、供暖、空調、天花板和風扇。該塗料可有效防止汽車部件、牆壁、天花板管道等各種表面上的黴菌生長和再生。

抗菌塗料也已進入食品行業，可用於食品加工裝置、乳製品、大規模生產以及該過程中使用的器具和容器。在紡織領域，它們有助於為織物提供耐用性、新鮮度和抗污性。

抗菌塗層有什麼好處？

如前所述，抗菌塗料的使用廣泛增長，不僅用於最需要它們的工業和醫療保健行業，而且用於家庭用途。以下是這些塗料的一些好處。

微生物防護

首先，這些表面塗層可以防止細菌、真菌、藻類、黴菌等各種微生物的生長。研究表明，這些塗層在表面上的應用可以抑制不同微生物的生長。只要有塗層，表面就會成為微生物生長和生存的不利環境。它還可以防止染色、任何難聞氣味的存在或應用表面的退化。

需要更少的消毒劑

在表面使用抗菌塗層減少了對處理公共設施中頑固微生物所需的刺激性清潔劑和消毒劑的需求。這逐漸減少了在建築物，特別是醫療設施中使用這些清潔劑對環境的影響。

健康和清潔

考慮有大量人員的辦公室、學校或醫院的情況。在這些地方感染傳播的可能性很高。表面上存在抗菌塗層有助於在很大程度上對抗這些感染或疾病的傳播。塗層可保護大容量跟踪點，如門把手、開關、欄杆和家具。此外，它們通過減少空氣中細菌和細菌的存在來促進清潔。

具有成本效益

抗菌塗層有助於降低維護成本。當塗層塗在表面上時，它可以防止染色、變色、滲出或其他影響物體外觀的因素。它節省了維護或更換這些物品所需的額外經濟負擔和勞動力。

延長壽命

對微生物的保護加上抗菌塗層提供的維護可延長物體的一般使用壽命，因為它們可以防止變色、氣味和其他由微生物活動引起的損害。

基礎設施價值

抗菌塗層的應用不僅可以保護表面，還有助於整體基礎設施標準。這些塗層的存在使組織能夠為其中的人們提供更安全、更清潔的環境。在表面上使用這些塗層傳達了一個更深刻的信息，即組織確實關心他們為人們提供的安全和氛圍。它肯定會增加建築物及其整體基礎設施的價值。

抗菌塗層的風險是什麼？

雖然抗菌塗層有很多好處，但也有一些缺點。與在表面上使用抗菌塗層相關的各種風險包括：

抗菌塗層會釋放出可能緩慢進入生態系統的活性成分，從長遠來看會對健康造成危害。
從含有銀、鋅和銅的塗層中釋放的活性成分可能對魚類、甲殼類動物、藻類等產生毒性作用。魚類消耗的這些有毒成分最終會被人類消耗。
同樣，在織物上使用抗菌塗層來防止微生物生長可能會導致廢水中引入毒素，最終損害海洋環境。
緩慢注入和釋放的活性納米成分可能會產生不同的或新的適應性微生物，例如耐藥細菌。
上述大多數情況是殺菌抗菌塗層浸出成分以殺死微生物的結果。 Flora Coatings 開發了一種名為 Invesil 的生物靜電抗菌塗層，它不會浸出成分並被認為是安全的。

安全使用

新興和新發現的健康風險科學委員會 (SCENIHR) 堅持“謹慎使用抗菌藥物”。因此，普遍需要設計安全的抗菌塗層。它導致了“設計安全”的概念，該概念強調了設計一種消除有害物質的產品的必要性。它突出了對塗層中抗菌成分釋放的控制。它還可以設計為針對某些特定微生物而不會傷害其他細菌。此外，需要使用滿足所有安全要求的適當生產工藝。一項研究建議對醫院廢水進行處理，以防止其影響海洋生物。

隨著該領域的各種研究，新技術不斷發展。聚合物、安全的抗菌表面和其他創新技術已被用於中和抗菌塗層的不利影響。現在，產品的設計以安全、方便和成本效益為優先事項。

今天，技術以適當的安全規範和極其謹慎的方式廣泛用於醫學領域。對於體內的醫療植入物，細菌感染的可能性很高。此外，很難經常移除和更換植入物。因此，在植入人體之前，醫療植入物需要經過無毒、生物穩定和生物相容的抗菌劑處理。

什麼是抗菌和抗病毒塗層？

眾所周知，細菌是活的微生物，可以在抗菌劑的幫助下殺死，而病毒是無生命的病原體，不能被殺死，只能滅活。此外，病毒具有帶負電荷的外膜，可被溶劑、某些紫外線頻率、熱量、尖峰、極端正電荷或金屬離子乾擾破壞。大多數質子化溶劑，如酒精和表面活性劑（或肥皂）都可以破壞病毒的外部蛋白質。一旦蛋白質被破壞，病毒就不能附著在細胞上並轉移或改變人類核糖核酸 (RNA)。理論上，抗病毒塗層的厚度必須大於表面的平均粗糙度。大多數固體表面的平均粗糙度在微米範圍內。因此可以推測有效塗層的厚度在微米範圍內。有許多商業產品聲稱通過塗層化學滅活病毒。但是，缺乏適當的測試協議會質疑此類聲明的準確性。

抗菌塗料的市場是什麼？

根據 Grand View 研究報告，2015 年全球抗菌塗料市場估計為 24.4 億美元。 2019 年報告指出，預計 2019 年至 2024 年間市場的複合年增長率將達到 11.5%。2019 年，抗菌塗料市場達到 28 億美元，到 2024 年，預計將達到 54 億美元。由於當前的 COVID-19 大流行危機，抗菌塗料市場被認為顯著增加。對抗菌塗層的需求包括銀、銅和其他抗菌塗層。

主要應用領域是：

醫療的
室內空氣質量系統
模具修復
紡織品
食品和飲料
建築施工

世界各國政府都在關注 HCAI。因此，對抗菌塗層的需求增加，這被認為在防止感染傳播方面發揮著至關重要的作用。北美和歐洲的市場正在穩步增長，各國政府正在採取重大措施來提高人們對這些塗料實用性的認識。由於美國的高醫療和生活水平，北美是最大的市場。政府已經制定了嚴格的規則來處理北美和歐洲的 HCAI。銀抗菌塗料在北美的需求量很大。抗菌塗料市場上的一些頂級製造商是：

艾仕得塗料系統
巴斯夫
阿克蘇諾貝爾
RPM 國際
PPG 工業
宣威-威廉姆斯

抗菌塗料的未來是什麼？

抗菌塗料領域充滿活力。研究和創新繼續提供更好、更安全和創新且價格合理的抗菌塗料。研究背後的原因是北美和歐洲國家的需求穩步增長。亞太、非洲、拉丁美洲和中東地區的需求也有所增加。

此外，對控制釋放方法的呼聲很高。所有這些因素都導致需求急劇增加，再加上創新。未來的抗菌塗料必須通過集成來實現所有功能。此外，對抗菌塗料的需求將擴展到越來越多的公共建築。未來可能會在幾乎所有建築物中看到抗菌塗層，作為一種簡單的方法來防止細菌進入並保持健康的環境。

結論

抗菌塗料市場在需求方面的快速增長以及對改進的呼聲，正在為未來市場的新局面鋪平道路。該行業正在見證來自多個方向的增長。一方面，由於對這些塗料優勢的認識提高，全球需求急劇增加，另一方面，市場力量對在該領域進行進一步研究施加壓力，從而導致更好的產品在安全和成本方面。此外，正在探索新材料以及新領域。抗菌塗料行業似乎即將見證一場歷史性的革命。

原帖

免責聲明：本文旨在教育或告知讀者有關抗菌塗層技術的知識。沒有人試圖為任何產品背書或創建一個產品相對於另一個產品的比較或優勢。這裡寫的文字是作者的觀點，與 Flora Coatings 公司無關。此處顯示的信息是作者所知的最佳信息，並不表示完全準確。