| 题名 | 新型抗菌材料的研究 |
| 作者 | 敬和民 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2006-05-27 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 姚治铭 |
| 关键词 | 抗菌材料 抗菌性能 等离子喷涂 电镀 不锈钢 铜 铈 银 |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | 摘 要 由于人类社会长期不断地大量使用有机类的抗生素、杀菌消毒剂以及农药等，使微生物产生耐药性并导致大量变种的出现，越来越多的微生物变得难以控制。近年来，由微生物及其变种引发的全球性微生物灾害事件已多次发生，严重影响了人类正常的社会活动并给人类发展带来极大隐患。现在人们在追求舒适生活的同时，也越来越注重生活对环境的影响，因此研究和开发既安全又环保的抗菌材料是材料工作者的责任和目标。本文工作涉及下述4类微生物不产生耐药性的、对环境安全的新型广谱无机抗菌涂层及抗菌不锈钢材料的制备及其抗菌性能研究。 (1)具有无机抗菌剂涂层的金属材料。采用等离子热喷涂方法在不锈钢基体上制备了含Ag-Zn无机抗菌剂的Ca3(PO4)2涂层材料。XRD分析表明涂层中的Ag-Zn无机抗菌剂由ZnO2，Ag2O2 和Ag2SO4组成。抗菌实验表明其对大肠杆菌ATCC 8099及金黄色葡萄球菌ATCC 6538具有良好抗菌性能，抗菌率随涂层中的Ag-Zn无机抗菌剂的含量以及涂层与细菌作用时间的延长而提高，涂层与细菌的作用时间比涂层中的Ag-Zn无机抗菌剂含量对涂层的抗菌率影响更大。 (2)多孔泡沫复合抗菌材料。在多孔泡沫材料上电镀Cu及Ag/Cu复合抗菌材料，制成三维网状过滤材料。发现电镀Cu三维网状过滤材料有良好的抗菌性能。电镀Cu网状材料包覆镀银后，其抗菌性能得到极大改善。SEM图像显示电镀Ag/Cu网状材料表面有许多纳米尺度的针状结晶物，可能正是这些Ag(Cu)结晶物使其具有非常强的抗菌能力。金属离子对革兰氏阴性菌和阳性菌的杀灭过程不仅仅由细菌的静电吸引力所决定。 (3)含RE抗菌不锈钢。研究了普通奥氏体不锈钢00Cr18Ni9中添加0-5wt.%的稀土元素铈(Ce)后材料抗菌性能的变化，发现稀土元素Ce能赋予不锈钢以抗菌性能。铈含量为0.11 wt.％的不锈钢对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白念珠菌、枯黑菌均有较好的抑制和杀灭作用。Ce含量为0.11 wt.％不锈钢中的富Ce区由铈的氧化物和极少量的硫化物组成。与传统含铜抗菌不锈钢相比，含Ce不锈钢不经特殊热处理即具有优异的抗菌性能，处理工艺的简化有效地降低了制造成本。稀土元素与细胞膜外表面的相互作用及对细菌细胞体内其它金属元素的取代，可能是影响细菌生命过程、产生抗菌功能的原因。 (4)含Ag抗菌不锈钢。采用Ag-Cu中间合金方法制备了含Ag为0.037-0.35wt.%的奥氏体抗菌不锈钢，研究了其抗菌性能、微观结构及其力学性能。含银或含银铈不锈钢具有优异的抗菌性能；随试样与细菌作用时间的延长及试样中银含量的增加，抗菌率逐渐提高。含银或含银铈抗菌不锈钢的抗菌动力学性能优于含铜抗菌不锈钢。电子探针分析表明含银及银/铈的奥氏体抗菌不锈钢基体内有富银的微小颗粒析出物，随着银含量的增加，这种析出物的数量增多，但并未见有明显的富铜析出物。富银相中的银有氧化态与原子态两种存在形式。含银及银/铈抗菌不锈钢基体内Ag、Cu元素含量有由内向外逐渐增加的趋势。极化曲线测试结果表明含银抗菌不锈钢的腐蚀性能略优于304(0Cr18Ni9)不锈钢；而含银/铈抗菌不锈钢的腐蚀性能略逊于304不锈钢。含银及含银/铈的抗菌不锈钢的室温力学性能基本与普通304不锈钢持平。含银或含银铈抗菌不锈钢不需含铜抗菌不锈钢那样长时间的抗菌热处理即具有抗菌性能，从而简化了加工工艺，减少了能源消耗、设备投资和制造成本。 关键词：抗菌材料，抗菌性能，等离子喷涂，电镀，不锈钢，铜，铈，银 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 159 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/16877]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 敬和民. 新型抗菌材料的研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2006. |
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