抗菌性是不鏽鋼發展的一個重要方向
2026-04-16 07:22:34
本報實習記者 趙萍
2020年nian注zhu定ding是shi要yao載zai入ru史shi冊ce的de一yi年nian。新xin年nian伊yi始shi,新xin冠guan肺fei炎yan疫yi情qing突tu然ran暴bao發fa。這zhe場chang由you新xin冠guan肺fei炎yan疫yi情qing引yin起qi的de公gong共gong衛wei生sheng事shi件jian改gai變bian了le人ren們men的de生sheng活huo方fang式shi,大da家jia開kai始shi越yue來lai越yue關guan注zhu個ge人ren健jian康kang和he公gong共gong衛wei生sheng,各ge種zhong抗kang病bing毒du、抗菌類產品變得炙手可熱。與此同時,在不鏽鋼行業,抗菌不鏽鋼的關注度也開始悄然回升。
今年初以來,寶鋼德勝、酒鋼等多家鋼企相繼研發出了不同類型的抗菌不鏽鋼產品。而在此前,中科院金屬研究所、太鋼、寶鋼不鏽等單位成功研發的合金型鐵素體和奧氏體抗菌不鏽鋼已廣泛用於製造餐廚具、洗衣機滾筒、醫療器械等。可以預見,隨著社會對健康衛生越來越重視,抗菌性將成為不鏽鋼發展的一個重要方向。
不過,不鏽鋼基體本身不具有抗菌性,抗菌不鏽鋼是如何實現抗菌的?近日,中國特鋼企業協會不鏽鋼分會舉辦的CSSC不鏽鋼線上講堂解答了這一疑問。
不鏽鋼如何具備抗菌性這件事得從抗菌金屬元素說起。目前已發現的具有抗菌性的金屬離子主要分為具有較強抗菌效果的Ag(銀)、Bi(鉍)、Cu(銅)、Mo(鉬),具有一般抗菌效果的Cd(鎘)、Pr(鐠)、Si(矽)、Ti(鈦),和具有較弱抗菌效果的AI(鋁)、Co(鈷) 、Cr(鉻)、Mg(鎂)、Mn(錳)、Pb(鉛)、Zn(鋅),而當前可以通過技術手段加入不鏽鋼中起到抗菌效果的元素主要是Ag和Cu,兩者抗菌性能具有持久、廣譜的特點且具有生物安全性,同時由於不改變基體結構,基本不會降低傳統不鏽鋼的性能。相較而言,Ag的抗菌效果要好於Cu,但是受Ag在鋼中的溶解度非常低、不易加入等影響,目前多數鋼廠生產的抗菌不鏽鋼主要通過添加Cu元素來達到抑製甚至殺死細菌的效果。
那(na)麼(me),含(han)銅(tong)抗(kang)菌(jun)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)中(zhong)的(de)銅(tong)元(yuan)素(su)是(shi)如(ru)何(he)工(gong)作(zuo)以(yi)達(da)到(dao)抗(kang)菌(jun)效(xiao)果(guo)的(de)呢(ne)?對(dui)此(ci),學(xue)界(jie)有(you)多(duo)種(zhong)說(shuo)法(fa)。一(yi)是(shi)細(xi)菌(jun)在(zai)銅(tong)表(biao)麵(mian)不(bu)易(yi)形(xing)成(cheng)保(bao)護(hu)性(xing)的(de)生(sheng)物(wu)膜(mo),加(jia)上(shang)過(guo)量(liang)的(de)銅(tong)元(yuan)素(su)堆(dui)積(ji)在(zai)細(xi)菌(jun)細(xi)胞(bao)內(nei)破(po)壞(huai)了(le)細(xi)菌(jun)細(xi)胞(bao)膜(mo)結(jie)構(gou),使(shi)其(qi)流(liu)失(shi)細(xi)胞(bao)質(zhi)等(deng)營(ying)養(yang)物(wu)質(zhi),導(dao)致(zhi)其(qi)凋(diao)亡(wang);二(er)是(shi)細(xi)菌(jun)的(de)細(xi)胞(bao)壁(bi)和(he)細(xi)胞(bao)膜(mo)帶(dai)負(fu)電(dian)荷(he),銅(tong)離(li)子(zi)帶(dai)正(zheng)電(dian)荷(he),由(you)於(yu)異(yi)性(xing)電(dian)荷(he)相(xiang)吸(xi),細(xi)菌(jun)內(nei)部(bu)電(dian)平(ping)衡(heng)被(bei)破(po)壞(huai),細(xi)菌(jun)的(de)生(sheng)存(cun)微(wei)環(huan)境(jing)紊(wen)亂(luan)失(shi)調(tiao),導(dao)致(zhi)其(qi)死(si)亡(wang);三是銅以離子形態穿透細胞壁進入細菌細胞內,與羥基(-SH)發(fa)生(sheng)反(fan)應(ying),使(shi)蛋(dan)白(bai)質(zhi)凝(ning)固(gu),破(po)壞(huai)細(xi)胞(bao)合(he)成(cheng)酶(mei)的(de)活(huo)性(xing),使(shi)細(xi)菌(jun)喪(sang)失(shi)分(fen)裂(lie)增(zeng)殖(zhi)能(neng)力(li)而(er)死(si)亡(wang)。總(zong)的(de)來(lai)看(kan),無(wu)論(lun)是(shi)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)還(hai)是(shi)物(wu)理(li)作(zuo)用(yong),經(jing)過(guo)試(shi)驗(yan),含(han)銅(tong)抗(kang)菌(jun)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)對(dui)多(duo)種(zhong)細(xi)菌(jun)的(de)殺(sha)菌(jun)率(lv)可(ke)以(yi)達(da)到(dao)90%以上甚至是100%,完全滿足中國抗菌材料及製品行業協會對抗菌製品抗菌率達90%的標準規定。
目(mu)前(qian),多(duo)數(shu)鋼(gang)廠(chang)主(zhu)要(yao)生(sheng)產(chan)的(de)是(shi)合(he)金(jin)型(xing)抗(kang)菌(jun)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)。這(zhe)類(lei)抗(kang)菌(jun)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)主(zhu)要(yao)通(tong)過(guo)在(zai)冶(ye)煉(lian)過(guo)程(cheng)中(zhong)整(zheng)體(ti)添(tian)加(jia)抗(kang)菌(jun)元(yuan)素(su),並(bing)利(li)用(yong)特(te)殊(shu)工(gong)藝(yi)加(jia)以(yi)熱(re)處(chu)理(li)而(er)製(zhi)成(cheng),具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)抗(kang)菌(jun)性(xing)能(neng),抗(kang)菌(jun)性(xing)持(chi)久(jiu),對(dui)人(ren)體(ti)無(wu)二(er)次(ci)傷(shang)害(hai)。值(zhi)得(de)注(zhu)意(yi)的(de)是(shi),隻(zhi)有(you)經(jing)過(guo)熱(re)處(chu)理(li)才(cai)能(neng)析(xi)出(chu)富(fu)銅(tong)相(xiang),富(fu)銅(tong)相(xiang)的(de)形(xing)貌(mao)、shulianghefenbujuedinglekangjunxingnengdeqiangruo。youyufutongxiangzaibuxiugangbiaomianheneibujunyunfenbu,jishicailiaobiaomianyinchangshijianshiyongzaochengmosunyebuhuiyingxiangqikangjunxing,erqiezhizaohejinxingkangjunbuxiugangkeyiliyongxianyoudebuxiugangshengchanzhuangbei,weigangchangjieyuezhizaochengben。
除了合金型抗菌不鏽鋼外,還有塗層型抗菌不鏽鋼、表麵改性型抗菌不鏽鋼、複合型抗菌不鏽鋼。塗層型抗菌不鏽鋼主要依靠表麵具有抗菌功能的銀銅合金、光guang催cui化hua性xing氧yang化hua物wu塗tu層ceng達da到dao抗kang菌jun效xiao果guo,但dan抗kang菌jun金jin屬shu層ceng經jing過guo長chang時shi間jian使shi用yong後hou容rong易yi磨mo損sun甚shen至zhi脫tuo落luo,難nan以yi長chang久jiu抗kang菌jun。複fu合he型xing抗kang菌jun不bu鏽xiu鋼gang是shi利li用yong銅tong或huo銅tong合he金jin的de抗kang菌jun性xing與yu不bu鏽xiu鋼gang材cai料liao本ben身shen的de力li學xue性xing能neng、工gong藝yi性xing能neng相xiang結jie合he,將jiang兩liang者zhe複fu合he到dao一yi起qi而er製zhi成cheng,這zhe種zhong製zhi造zao方fang法fa目mu前qian對dui生sheng產chan設she備bei和he生sheng產chan技ji術shu要yao求qiu較jiao高gao,難nan以yi實shi現xian批pi量liang化hua生sheng產chan。表biao麵mian改gai性xing型xing抗kang菌jun不bu鏽xiu鋼gang是shi通tong過guo離li子zi濺jian射she和he熱re處chu理li等deng方fang法fa,向xiang不bu鏽xiu鋼gang基ji體ti表biao麵mian滲shen入ru銅tong、yindengkangjunyuansuyizengjiabuxiugangdekangjunxingneng,keliyongchengpinbuxiugangjinxingduanliuchengshengchan,danbiaomianmosunhoukangjunxingnengjiangdi。ciwai,youqiyegongyehuashengchanchuyizhongkangjunyanghuamobuxiugang。qijiangbuxiugangjitizhiyuhanyindesuanxingrongyejiezhizhongjingguotongdiandengtebiechuli,zaibuxiugangbiaomianxingchengdafenzijiegouyanghuamoyidadaokangjundexiaoguo。zhezhongkangjunbuxiugangzaikangjunxingneng、防黴性能、防腐蝕性、抗變色性及加工性能等方麵有獨特優勢,能夠快速高效地抗菌,但其持久性未知。
綜上來看,我國抗菌不鏽鋼還有很大的發展空間,如何解決銅在某些介質中不耐腐蝕問題,如何精準控製析出相尺寸、分(fen)布(bu)等(deng),均(jun)需(xu)要(yao)企(qi)業(ye)加(jia)強(qiang)基(ji)礎(chu)研(yan)究(jiu),攻(gong)克(ke)核(he)心(xin)難(nan)題(ti),同(tong)時(shi)也(ye)需(xu)要(yao)企(qi)業(ye)在(zai)穩(wen)定(ding)批(pi)量(liang)工(gong)業(ye)化(hua)製(zhi)備(bei)工(gong)藝(yi)上(shang)加(jia)大(da)研(yan)發(fa)力(li)度(du),助(zhu)推(tui)抗(kang)菌(jun)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan)。
來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網
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