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浅谈纳米氧化锌在杀菌中的作用机制
2021-06-09 19:17
纳米技术和材料已应用于当前生活的各个方面。例如，在防晒化妆品中使用了纳米二氧化钛，纳米氧化锌可应用于表面油漆产品和航天飞机，工业上也已经有应用纳米材料的研究。例如陶瓷和橡胶工业。目前纳米载药体系研究备受研究人员关注，纳米材料逐渐应用于医疗领域。纳米氧化锌是面向21世纪的新型高性能精密无机材料。 粒子的大小约为1 ~ 100nm。 由于粒子的大小过细，纳米氧化锌的电子结构和晶体结构发生了变化，产生了宏观物体所没有的性质。
纳米氧化锌可用于制药行业的杀菌和消毒。其机制可分为三个方面：
一、纳米氧化锌可以连续地从水介质中释放锌离子。锌离子进入细胞膜，破坏细胞膜，在细胞内与某些蛋白质组反应时，破坏细菌和细胞内蛋白质的空间结构。细胞内蛋白酶被禁用，导致细菌死亡。破坏后，锌离子从细菌中逸出，重复杀菌过程。
二、可以与细菌表面的细胞壁相互作用，破坏细菌的细胞壁，释放内容物，杀死细菌。
三、通过紫外线的照射，纳米氧化锌将形成空穴电子对。 电子和空穴分别从诱导带和价格带移动到氧化锌粒子的表面，表面吸附的水或羟基转换为氢氧化物自由基，吸附的氧转换为活性氧。 氢氧化物自由基和活性氧具有很强的化学活性，可以与大部分有机物反应，杀死大部分细菌和病毒。如果纳米氧化锌的粒径过小，电子和空穴在导带和价格区间到达晶体表面的时间会大幅减少，空穴和电子合成的概率也会降低，因此粒径为纳米级的纳米氧化锌抗菌性能更优。
相关实验表明，纳米氧化锌溶液的纳米氧化锌质量分数为1%时，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率随时间的推移，处理时间为20min时，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率，随着纳米氧化锌悬浮液浓度的变化而变化，悬浮液浓度的增加，杀菌率明显提高，可见杀菌效果更好。
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