1. Agentes antibacterianos e sua classificação
Os antibióticos referem-se a medicamentos que podem inibir o crescimento bacteriano, danificar o ambiente em que vivem e exercer os seus efeitos de forma eficaz e contínua. Os agentes antibacterianos são divididos em duas categorias: agentes antibacterianos orgânicos e agentes antibacterianos inorgânicos. Entre eles, os agentes antibacterianos orgânicos incluem tipos naturais e sintéticos, enquanto os agentes antibacterianos inorgânicos incluem principalmente metais, íons metálicos e óxidos. As medidas antibacterianas comumente referidas incluem inibição, morte, eliminação de toxinas secretadas por bactérias e prevenção. Devido à forte estabilidade térmica, funcionalidade duradoura e segurança e confiabilidade dos agentes antibacterianos inorgânicos, juntamente com o desenvolvimento de tecnologia ultrafina nos últimos anos, os agentes antibacterianos inorgânicos em nanoescala podem ser produzidos em massa e misturados ou compostos em fibras químicas. , garantindo a industrialização de fibras químicas antibacterianas.
2. Nanoagentes antibacterianos
As propriedades fotocatalíticas são uma das características importantes dos materiais nano semicondutores. Materiais compostos semicondutores comuns incluem TiOz, ZnO, ZnS, CdS e PbS, etc. Considerando fatores de segurança e custo, TiO2 e ZnO têm melhor praticidade, sendo o TiO2 o mais comumente usado.
O limiar do comprimento de onda de absorção dos semicondutores está principalmente na região ultravioleta. Quando a energia do fóton excede o limiar de absorção do semicondutor, os elétrons da banda de valência do semicondutor sofrem transições interbandas, ou seja, transições da banda de valência para a banda de condução, resultando na geração de elétrons fotogerados (e) e buracos (h+) . Neste ponto, o oxigênio dissolvido adsorvido na superfície das nanopartículas captura elétrons para formar íons superóxido negativos (· 05), enquanto os buracos oxidarão os íons hidróxido adsorvidos na superfície do catalisador e a água para formar radicais hidróxido (· OH). Tanto os íons negativos superóxido quanto os radicais hidróxido têm fortes propriedades oxidantes, que podem oxidar a grande maioria da matéria orgânica nos produtos finais CO2 e H2O. Durante o processo de reação, esse material semicondutor, também conhecido como fotocatalisador propriamente dito, não sofre alterações.
Numerosos estudos demonstraram que a adição de algum nanoZnOpara nanoTiO2ou adicionar um pouco de nano TiO2 ao nano ZnO resulta em melhores efeitos antibacterianos nos tecidos em comparação com nano materiais individuais, indicando a existência de efeitos nano sinérgicos entre o nano TiO2 e o ZnO. Isto se deve aos átomos superficiais de nano TiO2 e ZnO
Os efeitos de superfície das partículas variam devido aos diferentes ambientes e larguras de bandgap, portanto, a absorção de luz, principalmente a radiação ultravioleta, possui bandas características próprias. Quando os tecidos de algodão são tratados com compósitos nano TiO2 e ZnO, eles podem absorver a radiação ultravioleta em uma faixa de comprimento de onda mais ampla, decompor elétrons com carga negativa e buracos com carga positiva em movimento mais livre e formar pares de buracos de elétrons gerados por foto. Eles reagem com a água e o oxigênio circundantes para gerar mais 0-, HO ·, HOO · e H2O2, matando efetivamente as bactérias e melhorando o efeito antibacteriano do tecido.
O Nano TiO2 como bactericida também possui as seguintes características: em primeiro lugar, tem bom efeito imediato, como o efeito dos agentes antibacterianos da série prata que ocorre em cerca de 24 horas, enquanto o nano TiO2 leva apenas cerca de 1 hora; Em segundo lugar, o TiO2 é um agente antibacteriano semipermanente que mantém o seu efeito antibacteriano, ao contrário de outros agentes antibacterianos cujo efeito de dissolução diminui gradualmente; Em terceiro lugar, tem boa segurança e nenhum efeito adverso no contato com a pele. O tecido produzido pela dispersão de TiO2 ultrafino em nanoescala em matérias-primas giratórias e fibras químicas tem boas propriedades antibacterianas e é barato. Portanto, o TiO2 em nanoescala é amplamente utilizado como o principal antibacteriano e desodorante em fibras funcionais.
3. Agentes antibacterianos de íons metálicos
Em comparação com os agentes antibacterianos orgânicos, os agentes antibacterianos de íons metálicos têm as vantagens de boa segurança (baixa toxicidade, sem carcinogenicidade), alta atividade antibacteriana, boa resistência ao calor, ampla gama antibacteriana, longa persistência e nenhuma resistência aos medicamentos. Eles podem ser amplamente utilizados em áreas como eletrônica, automóveis, materiais de construção, tratamento de água, tratamento médico, alimentos, rações, embalagens, têxteis e proteção ambiental.
De acordo com os diferentes íons metálicos contidos, os agentes antibacterianos de íons metálicos podem ser divididos em íons de prata, íons de cobre, íons de zinco, íons de cobalto, íons de níquel, agentes antibacterianos de íons vanádio, etc.
Algumas partículas metálicas (como nanopartículas de prata e nanopartículas de cobre) possuem certas propriedades bactericidas. Eles são fiados em combinação com fibras químicas para produzir fibras funcionais antibacterianas, que têm efeitos antibacterianos mais fortes e mais tempos de lavagem do que os tecidos antibacterianos em geral. Por exemplo, o pó antibacteriano ultrafino pode conferir aos produtos de resina capacidade antibacteriana e ter efeitos inibitórios sobre várias bactérias, fungos e bolores. Adicionar 1% deste pó às fibras sintéticas pode produzir fibras antibacterianas com boa fiabilidade.
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