01
細(xì)菌分無(wú)害和有害
了解抗菌材料，首先要了解細(xì)菌。
細(xì)菌是地球上種類最多的生物，其實(shí)，很多細(xì)菌對(duì)人類是無(wú)害的，甚至還是有益處的。比如乳酸菌可以助消化，醋酸菌可以用來(lái)釀醋。但是有些細(xì)菌對(duì)人類很不友好，具有致病性。比如炭疽桿菌、大腸桿菌、軍團(tuán)桿菌、幽門螺桿菌、結(jié)核桿菌、腸球菌等。
大家一定遇到或聽(tīng)過(guò)這樣的事情
杯子里沒(méi)喝完的牛奶一段時(shí)間后變成了“酸奶”
吃了剛從冰箱里拿出來(lái)的西瓜得了急性腸胃炎
手上的小傷口沒(méi)有及時(shí)消毒竟然紅腫發(fā)炎了
被釘子刺傷后沒(méi)有及時(shí)處理而患上破傷風(fēng)
這些都是細(xì)菌的 “功勞”，還有一些嚴(yán)重的疾病，包括肺結(jié)核、淋病、炭疽病、梅毒、鼠疫、砂眼等，也都是細(xì)菌干的“好事”！
據(jù)美國(guó)《WHO》統(tǒng)計(jì)，1995年全世界因細(xì)菌傳染引起的死亡人數(shù)為1700萬(wàn)。相當(dāng)于一個(gè)荷蘭沒(méi)了！
近些年來(lái)，由于抗生素濫用，具有抗藥性的“超級(jí)細(xì)菌”每年導(dǎo)致的死亡人數(shù)超過(guò)70萬(wàn)！相當(dāng)于一個(gè)不丹沒(méi)了！
細(xì)菌還被用作武器，歷史上第一次“細(xì)菌戰(zhàn)”，可以追溯到西漢時(shí)期，名將霍去病在與匈奴人作戰(zhàn)時(shí)，匈奴人將病死的牛羊扔進(jìn)河里，污染的水源導(dǎo)致12萬(wàn)匹戰(zhàn)馬死亡，23歲的霍去病獲勝回朝后也暴病身亡。
02
抗菌史
其實(shí)，生活中有很多“不知其所以然但知其然”的抗菌經(jīng)驗(yàn)。其中，人類文明最重要的一次衛(wèi)生狀況改善，就是將水燒開(kāi)之后再喝。還有將肉食或者蔬菜用鹽腌制或者風(fēng)干后可以防止腐敗，衣被等經(jīng)常暴曬可以防止生病等，都是為了抗菌。
根據(jù)記載，人類有意識(shí)的使用抗菌技術(shù)最早可以追溯到古埃及。當(dāng)時(shí)的人們發(fā)現(xiàn)，用植物提取液浸漬布料，再來(lái)包裹木乃伊可以防止其腐爛。
其中的植物提取液包括了植物油、針葉樹(shù)脂、芳香植物提取物等一系列天然成分，這應(yīng)該就是天然抗菌劑應(yīng)用的鼻祖了。
當(dāng)然，中國(guó)也不落后。成書(shū)于戰(zhàn)國(guó)時(shí)代的《山海經(jīng)》記載了“流赭以涂牛馬之病，熏草佩之可以己癘”，就是用硫磺和熏香草來(lái)防止牲畜和人患瘟疫。
商代就已懂得用汞醫(yī)療癲疾等皮膚病。
漢代張仲景的《傷寒雜病論》中，記載有采用天然植物來(lái)殺菌防感染。
除了天然植物，還有使用金屬（特別是銀）來(lái)殺菌的。例如三國(guó)時(shí)期，人們會(huì)采用銀來(lái)治療士兵患處，這樣傷口的恢復(fù)速度更快。
在古巴比倫，古埃及也有這方面的記載。古代馬其頓人征戰(zhàn)希臘時(shí)，會(huì)用到銀箔覆蓋傷口加速愈合；古代人在航海過(guò)程中也會(huì)優(yōu)先選擇銀質(zhì)器皿來(lái)盛水，可以防止水的腐敗變質(zhì)。
1867年，受巴斯德發(fā)現(xiàn)微生物的啟發(fā)，英格蘭的外科醫(yī)生李斯特茅塞頓開(kāi)，意識(shí)到到手術(shù)后的感染來(lái)自傷口與外部細(xì)菌接觸，進(jìn)而發(fā)明了石碳酸（苯酚）消毒法，十年時(shí)間，使手術(shù)后感染的死亡率由60%降到了15%，挽救了無(wú)數(shù)人的生命。也算是功德無(wú)量了！
1935年，德國(guó)人采用季銨鹽溶液處理軍隊(duì)服裝以防止傷口感染。注意哦，這是有意識(shí)地在其他材料中添加有機(jī)抗菌劑，算是揭開(kāi)了現(xiàn)代抗菌材料研發(fā)和應(yīng)用的序幕。
03
抗菌劑的體系
上述抗菌方法，很多都是需要人們做一個(gè)特別殺菌動(dòng)作，才能將細(xì)菌殺死，那有沒(méi)有辦法讓人們的生活中的器具本身具備抗菌效果，防止細(xì)菌滋生呢？
抗菌材料應(yīng)運(yùn)而生！
現(xiàn)代抗菌材料一般是指通過(guò)在基材中添加抗菌物質(zhì) (抗菌劑)，從而使材料具有抑制或殺滅表面細(xì)菌能力的一類新型功能材料。抗菌材料的核心是抗菌劑。
如今，抗菌劑按成份可分為無(wú)機(jī)抗菌劑、有機(jī)抗菌劑、天然抗菌劑三大體系。
仔細(xì)觀察你會(huì)發(fā)現(xiàn)，上述歷史中的抗菌材料正好符合這三大體系，這是現(xiàn)代人偷學(xué)了古人的經(jīng)驗(yàn)？還是古人歪打正著呢？
天然抗菌劑是人類最早使用的抗菌劑，如甲殼素、芥末、蓖麻油、山葵等。最常用的是殼聚糖（脫乙酰甲殼素）及其衍生物，可以從蟹殼、蝦殼等動(dòng)物外殼中得來(lái)。
殼聚糖在弱酸環(huán)境溶解后的溶液中含有氨基（NH2+），這些氨基通過(guò)結(jié)合細(xì)菌表面負(fù)電子基團(tuán)來(lái)抑制細(xì)菌活性。研究表明殼聚糖具有安全廣譜的抗菌性能和良好的生物相容性，但是抗菌效果受環(huán)境影響較大，無(wú)法大范圍應(yīng)用，同時(shí)加工困難，價(jià)格昂貴，因此存在很大的局限性。
有機(jī)抗菌劑種類繁多，其中常用的大概幾十種，包括季銨鹽類，有機(jī)金屬類，有機(jī)鹵代物，醇，酚，醚類，還有呋喃類、吡咯類、咪唑類等等。有機(jī)抗菌劑主要應(yīng)用在日用品上。其優(yōu)點(diǎn)是殺菌快，又兼具防霉功能，但是持久性差，易分解，因此目前也并不常用。
無(wú)機(jī)抗菌劑耐熱性好，廣譜抗菌，同時(shí)持久性好，因此是目前應(yīng)用十分廣泛的抗菌劑。其中，銀離子抗菌劑（注意與銀單質(zhì)區(qū)別）因其優(yōu)異的抗菌活性而應(yīng)用最為廣泛。
04
抗菌塑料
將天然抗菌劑加入到塑料，由于天然抗菌劑效率低，需要的添加量大，會(huì)使塑料物性下降明顯，而且其性能受環(huán)境影響大，容易失效。
將有機(jī)抗菌劑加入塑料，由于有機(jī)抗菌劑需要遷移到表面起作用，使用中易出現(xiàn)抗菌效果不均勻，不持久，而且其熱穩(wěn)定性差，熱加工時(shí)易分解失效。
無(wú)機(jī)抗菌劑具有廣譜的抗菌性，且耐溫好，不產(chǎn)生抗藥性，是較好的選擇。其中，銀離子抗菌劑綜合效果顯著。
銀離子抗菌劑的抗菌機(jī)理為：
1、與細(xì)胞壁肽聚糖反應(yīng)，造成細(xì)菌功能障礙，最終導(dǎo)致細(xì)胞壁破裂；
2、與蛋白質(zhì)中的巰基結(jié)合，形成硫化物，使其無(wú)法分裂；
3、作為催化活性中心激發(fā)電子，使氧分子形成活性氧自由基，破壞細(xì)菌結(jié)構(gòu)；
4、金屬離子破壞遺傳物質(zhì)堿基對(duì)，抑制繁殖。
日本科學(xué)家最先進(jìn)行銀離子抗菌塑料的研究，開(kāi)始時(shí)直接將銀的化合物添加到塑料中，但由于銀的化合物遇到光照容易變色，而且銀離子釋放速度快，難以滿足長(zhǎng)期使用。為了解決這一問(wèn)題，科研人員引入了無(wú)機(jī)載體，將銀離子通過(guò)離子交換方式負(fù)載到不同的載體材料（如蒙脫土）上，不僅改善了變色問(wèn)題，也降低了銀離子的釋放速度，提高了銀離子抗菌劑的穩(wěn)定性。
1983年，日本的品川燃料株式會(huì)社首先實(shí)現(xiàn)了含銀無(wú)機(jī)抗菌劑的工業(yè)化。
1991-1995年，日本無(wú)機(jī)抗菌劑的開(kāi)發(fā)在國(guó)際上已處于領(lǐng)先地位，其中品川燃料，鐘紡，石琢硝子等都成為世界上規(guī)模較大的無(wú)機(jī)抗菌劑生產(chǎn)廠家。
添加了無(wú)機(jī)銀離子抗菌劑的抗菌塑料，具備了殺菌抑菌的功能，同時(shí)對(duì)塑料物性及加工性影響不大，對(duì)人體又安全無(wú)害，成為時(shí)下追求品質(zhì)生活的不二之選。目前，抗菌劑在塑料中應(yīng)用日益廣泛，年增長(zhǎng)率約為3.5%-4%。北美是使用抗菌劑(包括生物抑制劑)最多的地區(qū)，占全球總用量的40%；其次是日本，占20%。而日本的人均抗菌劑使用量最大，遠(yuǎn)超北美和歐洲。
