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中國(guó)科大陽(yáng)麗華副教授課題組首度發(fā)現(xiàn)，當(dāng)把表面帶負(fù)電荷的納米球與細(xì)菌混合在一起時(shí)，納米球會(huì)選擇性吸附到球菌表面、卻不吸附到桿菌表面，而且這種基于細(xì)菌形貌選擇的識(shí)別機(jī)制受熵增驅(qū)動(dòng)、且普適于組成和表面化學(xué)不同的多種納米球。基于這種物理識(shí)別機(jī)制、以及ROS極度有限的有效活性半徑（不足200 nm）（圖1上），研究人員猜想如果納米球具有光動(dòng)力效應(yīng)，那么就可能在光照下高效清除球菌、卻不干擾桿菌（圖1中和底）。這一猜想得到了采用不同光動(dòng)力納米球和多種細(xì)菌所做抗菌實(shí)驗(yàn)的證實(shí)。相關(guān)研究成果發(fā)表在期刊The Journal of Physical Chemistry Letters 上。

成果描述：近年來(lái)，不論是食品行業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生、還是一般家庭都對(duì)衛(wèi)生防菌意識(shí)日益提高，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)抗菌制品的需求不斷增加。目前1Cr18Ni9Ti(奧氏體不銹鋼)、3Cr13(馬氏體不銹鋼)使用量大，具有代表性。本成果對(duì)上述兩種不銹鋼材料分別加入微量的銀或微量的銅，通過(guò)特殊的抗菌處理，使材料在機(jī)械性能不變的前提下具有很好的抗菌功能，并研究出該材料的加工工藝方法，為工廠試生產(chǎn)及在廚房、家電、衛(wèi)生潔具、醫(yī)療行業(yè)中得到應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。市場(chǎng)前景分析：家電（洗衣機(jī)內(nèi)桶、冰箱內(nèi)膽）、廚房用具（刀具、鍋勺等）、衛(wèi)生潔具、醫(yī)院設(shè)備及手術(shù)器件等所用材料，對(duì)抗菌性能有一定要求的使用環(huán)境。目前國(guó)內(nèi)用于家電、裝飾、廚房、衛(wèi)生潔具用不銹鋼約400萬(wàn)噸。若有1％的抗菌功能的不銹鋼材料取代普通不銹鋼，其特鋼生產(chǎn)廠家新增產(chǎn)值為14～16個(gè)億。該材料的使用廠家第二次效益會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于這個(gè)數(shù)字。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：1、對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膜菌，滅菌率達(dá)98％以上（按日本厚生省相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定）。 2、抗菌不銹鋼與同類非抗菌不銹鋼相比生產(chǎn)成本增加不大于20％。 國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。

隨著醫(yī)用敷料制品的不斷更新，醫(yī)用功能性紗布的研制受到廣泛的關(guān)注。無(wú)機(jī)納米抗菌劑（如Ag2O等）由于所具有的突出抗菌、殺菌功能，且不產(chǎn)生細(xì)菌耐藥性，使用安全，已成為研制抗菌敷料的熱點(diǎn)。不僅如此，醫(yī)用上還要求所研制敷料同時(shí)具有生肌功能。納米ZnCO3，中藥中亦稱爐甘石，有收濕斂瘡、生肌之功效，能夠有效補(bǔ)充創(chuàng)傷部位缺失的鋅離子。基于此，本項(xiàng)目采用了一種原位納米復(fù)合技術(shù)，將具有抗菌功能（納米Ag2O）和具有生肌功能（納米ZnCO3）的納米粒子同時(shí)復(fù)合到醫(yī)用紗布上，從而制備出具有復(fù)合功能的醫(yī)用輔料，為醫(yī)治各種燒傷、皮炎、皮膚感染等提供一種安全、高效、無(wú)細(xì)菌耐藥性的治療的手段。所得納米復(fù)合紗布穩(wěn)定性好、著色均勻、納米Ag2O抗菌功能顯著，并且實(shí)現(xiàn)了納米ZnCO3的復(fù)合。

抗菌纖維織物納米處理的原理是將銀銅化合物的納米顆粒植入纖維內(nèi)部，當(dāng)織物與微生物相接觸時(shí)，微量的銀離子和銅離子到達(dá)微生物細(xì)胞膜，依靠庫(kù)侖引力，二者牢固吸附，銀銅離子穿透細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，使蛋白質(zhì)凝固，破壞細(xì)胞合成酶的活力，使細(xì)胞喪失分裂增殖能力而死亡。當(dāng)細(xì)胞失去活性時(shí)，銀銅離子又會(huì)從中游離出來(lái)，重復(fù)進(jìn)行殺菌活動(dòng)，因此其抗菌作用持久。同時(shí)，納米顆粒被植入纖維內(nèi)部，而不是吸附在纖維表面，因此可經(jīng)受持久的洗滌。 應(yīng)用前景： 用于纖維或織物的附加納米材料處理，使纖維或織物具有抗菌功能。具體可用于食品行業(yè)專用服，醫(yī)生工作服，汽車、火車、飛機(jī)等的裝飾纖維面料，家具布，服裝，鞋墊襪子等的抗菌納米處理，使其具有抗菌效果。從而減少細(xì)菌的傳播途徑，提高人們的身體健康。也可用于初級(jí)纖維的抗菌納米處理。隨著人們的健康意識(shí)及自我保護(hù)意識(shí)的提高，對(duì)日用品及服裝要求的提高，纖維織物抗菌納米處理技術(shù)將具有廣闊的市場(chǎng)。

       成熟度：技術(shù)突破         多孔有機(jī)聚合物是一類新興的功能性高分子材料，相比傳統(tǒng)高分子交聯(lián)樹(shù)脂，其具有類似無(wú)機(jī)分子篩的微孔，具有更高的官能團(tuán)密度，已被廣泛用于儲(chǔ)存、分離或催化等領(lǐng)域。然而當(dāng)前許多性能優(yōu)良的多孔有機(jī)聚合物成本過(guò)高，嚴(yán)重制約著其實(shí)際應(yīng)用。我們合成的價(jià)格低廉且性能優(yōu)秀的多孔有機(jī)聚合物，其性能與當(dāng)前典型多孔有機(jī)聚合物相當(dāng)，而價(jià)格為它們的幾十分之一或幾百分之一，目前在儲(chǔ)存氨氣、分離二氧化碳及分離水中污染物（如硼酸，Hg2+等）等方面已完成實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，這些成果將為多孔有機(jī)聚合物的真正應(yīng)用打開(kāi)通道。         意向開(kāi)展成果轉(zhuǎn)化的前提條件：中試放大及產(chǎn)業(yè)化工藝開(kāi)發(fā)資金支持

眾所周知，化學(xué)藥物和有機(jī)消毒劑的大量使用極易導(dǎo)致細(xì)菌和病毒的變異，并造成嚴(yán)重的后果，如0-157大腸桿菌、瘋牛病、SARS、禽流感等微生物事件的發(fā)生，使人們對(duì)生態(tài)環(huán)境和微生物環(huán)境的惡化給地球和人類健康帶來(lái)的危險(xiǎn)表示擔(dān)憂，安全無(wú)毒的無(wú)機(jī)抗菌材料已成為人們的迫切需要。本項(xiàng)目的任務(wù)是：利用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的氧化鋅晶須（簡(jiǎn)寫(xiě)為：ZnOw）制備技術(shù)，并在前期研究工作的基礎(chǔ)上，對(duì)ZnOw、納米材料進(jìn)行抗菌活性處理，將ZnOw與多種納米材料復(fù)合，制備一種安全、持久、高效、廣譜的抗菌殺菌材料。

研發(fā)階段/n內(nèi)容簡(jiǎn)介：本項(xiàng)目采用納米復(fù)合技術(shù)，通過(guò)特殊方式制備納米TiO2并包覆特種催化粉體以得到納米抗菌粉，是一種廣譜抗菌的無(wú)機(jī)納米抗菌材料。產(chǎn)品具有如下特點(diǎn)：（1）即效性，一般無(wú)機(jī)抗菌劑需24小時(shí)起抗菌作用，而該產(chǎn)品低于1小時(shí)；（2）抗菌耐久性好，不象其它抗菌材料會(huì)隨抗菌成份的容出，效果下降；（3）安全無(wú)毒，可用于食品添加劑，對(duì)皮膚無(wú)刺激；（4）用量少（僅0.5%-1.0%）。技術(shù)指標(biāo)：用量1%室溫1小時(shí)內(nèi)粉體抗菌能力在97%以上，對(duì)細(xì)菌、霉菌、真菌、酵母都有很強(qiáng)殺滅能力。應(yīng)用范圍：本技術(shù)產(chǎn)品可

給體片段以氟原子修飾的n型給受體聚合物熱電材料，利用聚合物鏈間的給受體相互作用維持聚合物的電子遷移率，通過(guò)引入氟原子增加聚合物的電子親和性以提高n摻雜效率，兩者的協(xié)同作用大幅度提高了聚合物的n型電導(dǎo)率。通過(guò)進(jìn)一步提高聚合物的塞貝克系數(shù)，成功地將n型給受體聚合物的熱電性能提高了三個(gè)數(shù)量級(jí)。引入氟原子的聚合物的n型電導(dǎo)率提升至1.3 S/cm，功率因子提升至4.6 μW/mK2，是目前n型給受體聚合物熱電材料的最佳性能。?通過(guò)對(duì)聚合物在摻雜狀態(tài)下的電子順磁共振譜、紫外光電子能譜和X射線光電子能譜的表征證明了氟原子的引入提高了聚合物的n摻雜能力。場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件結(jié)果則表明氟原子的引入提高了聚合物在n摻雜狀態(tài)下的電子遷移率。這兩者的協(xié)同作用使得該聚合物的電導(dǎo)率相比沒(méi)有引入氟原子的聚合物提高了1000倍。此外，掠入射X射線衍射、原子力顯微鏡以及導(dǎo)電原子力顯微鏡實(shí)驗(yàn)證明了氟原子的引入改變了聚合物的分子排列，提高了聚合物與摻雜劑的混溶性，使聚合物從“局部摻雜”的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬鶆驌诫s”狀態(tài)，從而維持了摻雜聚合物較高的n型塞貝克系數(shù)。

一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介  隨著生活水平的不斷提高，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注自身的健康狀況，對(duì)生存環(huán)境、衛(wèi)生條件等也提出了更高的要求，各種類型的抗菌劑應(yīng)運(yùn)而生，但性能穩(wěn)定、應(yīng)用廣泛、適宜工業(yè)化的抗菌劑還很是缺乏。  無(wú)機(jī)抗菌劑由于其容易工業(yè)化、抗菌譜廣、耐溫性能好而備受青睞。無(wú)機(jī)抗菌劑的主要成分是負(fù)載型銀、鋅或銅等，最常用的是銀系抗菌劑。目前多以沸石、磷酸鹽、硅膠、玻璃等無(wú)機(jī)材料為載體。但這類抗菌劑存在的主要問(wèn)題是：(1)抗菌劑的粒徑一般在0.5-10微米，能夠與病菌或細(xì)菌接觸的表面積較小；（2）制備工藝復(fù)雜，而且作為抗菌有效成分的金屬離子在載體表面的分布不均勻；（3）制備成本較高；（4）產(chǎn)品的白度較低，應(yīng)用在塑料、造紙、涂料等淺色或白色產(chǎn)品中影響產(chǎn)品外觀。  納米碳酸鈣廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、造紙、涂料、油墨、醫(yī)藥等許多與人們的生活息息相關(guān)的行業(yè)，同時(shí)具有粒度均勻，比表面積大，以及其它抗菌載體（例如：沸石、膨潤(rùn)土等）所不具有的高白度和低成本的優(yōu)點(diǎn)。故對(duì)納米抗菌碳酸鈣的研究對(duì)功能性納米碳酸鈣和抗菌劑的發(fā)展都具有非常重要的意義。  試驗(yàn)結(jié)果表明：本產(chǎn)品具有長(zhǎng)效抗菌性；產(chǎn)品透射電鏡照片顯示產(chǎn)品粒徑為納米級(jí)。本技術(shù)解決了目前國(guó)內(nèi)無(wú)機(jī)抗菌劑產(chǎn)品白度低、生產(chǎn)成本高等問(wèn)題。而納米碳酸鈣本身就是一種常用的功能性填料，應(yīng)用范圍廣泛。本技術(shù)使之又具備了抗菌功能，提高了納米碳酸鈣的附加值，且應(yīng)用方便。  我國(guó)具有豐富的石灰石資源，以其為原料開(kāi)發(fā)高附加值的功能性納米碳酸鈣產(chǎn)品，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。二、項(xiàng)目技術(shù)成熟程度  本課題以石灰石為原料制備納米抗菌碳酸鈣，技術(shù)新穎，可行性高。通過(guò)近幾年的研究，課題組在納米碳酸鈣的晶形、粒徑、分散性、制備工藝、生產(chǎn)設(shè)備選擇等研究上取得了一定成果，在抗菌劑研究方面成功地解決了銀系抗菌劑的變黑和穩(wěn)定性問(wèn)題。在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了納米抗菌碳酸鈣的放大實(shí)驗(yàn)，取得了令人滿意的結(jié)果，并就前期研究成果申請(qǐng)了技術(shù)發(fā)明專利。三、技術(shù)指標(biāo)  該項(xiàng)目已獲得發(fā)明專利以納米碳酸鈣為基體的抗菌材料的制備方法，專利號(hào)為ZL200910067771.1。  外觀為白色粒子；白度＞92；平均粒徑＜100nm；比表面積25-50m2/g；殺菌率 99.9%（細(xì)菌總數(shù)約為200000個(gè)）。產(chǎn)品粒度分布窄、分散性好。四、市場(chǎng)前景  首次提出納米抗菌碳酸鈣的概念，對(duì)現(xiàn)有碳酸鈣生產(chǎn)工藝稍加改進(jìn)即可生產(chǎn)本產(chǎn)品，所生產(chǎn)的納米抗菌碳酸鈣具有以下特點(diǎn)：  1.產(chǎn)品白度高。該產(chǎn)品白度達(dá)90以上，在其應(yīng)用領(lǐng)域如塑料、涂料、化纖、造紙等行業(yè)不會(huì)影響產(chǎn)品的外觀；  2.抗菌效果好。納米效應(yīng)和光催化效應(yīng)共同作用使得產(chǎn)品具有優(yōu)良的抗菌性，且具有長(zhǎng)效抗菌性；  3.成本低。碳酸鈣較其它載體原料價(jià)廉易得、成本更低；  4.應(yīng)用方便。納米碳酸鈣作為一種優(yōu)質(zhì)填料和白色顏料, 廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、造紙、涂料、油墨、醫(yī)藥等與人民生活息息相關(guān)的行業(yè)。本技術(shù)使納米碳酸鈣同時(shí)具備了抗菌性，也就是說(shuō)作填料它和基體的相容性好，同時(shí)還具有抗菌功能。  市場(chǎng)前景：  本技術(shù)制備的納米抗菌碳酸鈣，粒度分布均勻、白度高、成本低。在有光或無(wú)光條件下均能發(fā)揮抗菌作用。該抗菌碳酸鈣在橡膠、塑料、造紙、涂料、油墨、醫(yī)藥等行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。五、規(guī)模與投資需求對(duì)于現(xiàn)有碳酸鈣生產(chǎn)廠家，只需增加一個(gè)抗菌劑負(fù)載工序即可。生產(chǎn)規(guī)模根據(jù)廠家要求而定。投資受市場(chǎng)影響價(jià)格會(huì)有波動(dòng)。若新建廠1萬(wàn)噸/年的生產(chǎn)能力，需要120萬(wàn)元。六、生產(chǎn)設(shè)備在原有碳酸鈣生產(chǎn)流程基礎(chǔ)上增加1臺(tái)反應(yīng)釜、3臺(tái)抗菌劑配料釜即可。新建廠主要設(shè)備包括：石灰窯、化灰機(jī)、碳化塔、反應(yīng)釜、壓濾機(jī)、干燥機(jī)、包裝機(jī)等。七、效益分析 每1萬(wàn)噸產(chǎn)品年利潤(rùn)500—1000萬(wàn)元人民幣。受市場(chǎng)影響價(jià)格會(huì)有波動(dòng)。

多抗菌素（Polyoxins）也稱多抗霉素、多氧霉素、多效霉素，是一種肽嘧啶核苷類農(nóng)用抗生素，由結(jié)構(gòu)相關(guān)的14個(gè)組分（polyoxin A-N）組成，具有專門(mén)作用于植物病原菌的生物學(xué)活性。在農(nóng)業(yè)上使用主要分兩類：一類以A、B組分為主，主要用于防治蘋(píng)果斑點(diǎn)落葉病、輪紋病、梨黑斑病，葡萄灰霉病，草莓、黃瓜、甜瓜白粉病，霜霉病，人參黑斑病和煙草赤星病等十多種作物病害；另一類以D、E、F組分為主，主要用于水稻紋枯病防治。多抗菌素還具有促進(jìn)生長(zhǎng)作用，微量添加能促進(jìn)作物生長(zhǎng)和增強(qiáng)防御能力，一般平均增產(chǎn)10～20％。作用機(jī)理主要是選擇性抑制真菌細(xì)胞壁組成成份幾丁質(zhì)合成，由于一般農(nóng)作物和哺乳動(dòng)物體內(nèi)無(wú)幾丁質(zhì)組成部分，因此多抗菌素對(duì)人畜安全，無(wú)積累作用，無(wú)“三致作用”，安全性極高。