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《中国粉体工业》2006年第5期
纳米不能抗菌,抗菌不需纳米
陈志祥
(中国科学院固体物理研究所,安徽,合肥,230031)
[摘要]
本文对三个生产纳米抗菌粉的单位的产品进行测试分析,对照他们自己发表的抗菌产品说明和研究文章,我们得到他们生产的纳
米抗菌粉的抗菌功能不是纳米的作用,只是银离子的作用,是已经有几千年历史的中国古老的金属银“解毒”的作用。纳米不能抗菌,抗菌不需纳米。
上世纪末,在轰轰烈烈的纳米粉产业化热潮中,一些勇敢投资纳米而被纳米粉套牢的企业,为了生存不得不自找门路为自己生产的纳米粉开拓新的应用市场。当时在日本开始了抗菌产品的研究生产,日本人用的是微米级粉体做载体,做成载银的抗菌粉。我国的这些纳米企业家们想,我们用纳米粉做抗菌粉不是比日本人的微粉抗菌粉更先进、效果更显著吗?于是纳米抗菌的口号宣传一浪高过一浪,形形色色的纳米抗菌产品充斥市场,纳米抗菌鞋垫、纳米抗菌纤维、纳米抗菌衬衫、纳米抗菌涂料、纳米抗菌塑料、纳米抗菌洗衣机、纳米抗菌冰箱、纳米抗菌口罩、乃至纳米抗菌卫生巾等等一个比一个神奇,纳米抗菌成了纳米材料最主要的一个应用领域,在全国性的纳米材料应用研讨会上,纳米抗菌的研究报告占了很大的分额,真是谎话重复千遍就变成了真理,中国真的进入了纳米时代。
在这场纳米抗菌大战中,最早开展研究抗菌粉、名气最响的企业当数浙江舟山明日纳米材料有限公司和江苏河海纳米科技股份有限公司(原中国科学院泰兴纳米材料厂)。现在我们就对他们自己公开发表的研究成果纳米载银抗菌粉进行分析,看纳米抗菌粉到底是如何抗菌的?
1.浙江舟山明日纳米材料有限公司的研究报告证明抗菌是银离子的作用
2001年5月23日,全国第二届纳米材料和技术应用会议在浙江杭州浙江宾馆举行。浙江舟山明日纳米材料有限公司在会上发表了题为《纳米载银抗菌材料与促进健康》的报告,文章全文收录在《全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集》第E39页上,为了更清楚地说明纳米抗菌粉是如何抗菌的,我们将该文主要内容摘录于下:“据WHO96年度的统计:95年全世界因有害细菌感染所致的死亡人数达1700万。96年日本发生的全国范围的病原性大肠菌0—157感染事件,曾一度引起全球的恐18
慌。由此,在日本掀起了“抗菌潮”,日本科研人员与企业联手,积极开发了一系列无机银系抗菌微粉(3~10μm),广泛应用于公共场所、卫生医疗、居民住宅,乃至内衣内裤。甚至凡是能与手接触的日常生活用品、生产用具、儿童玩具等都使用了抗菌材料,以防止有害细菌的感染。可见,生产具有抗菌功能的各种制品,是使人们少受或免受有害细菌侵害和促进健康的发展方向。”“近几年,我国科研工作者亦先后开发出了针对纤维、塑料、陶瓷等制品的抗菌材料,应用市场随着人们保键意识的增强而增加。正是在这一背景条件下,舟山明日纳米工程技术中心跟踪日本的先进技术,开发出了以纳米粒子为载体的纳米载银抗菌材料(以下简称MFS350),与日本的抗菌材料相比,MFS350的突出特点是颗粒尺寸小、粒径分布窄、抗菌谱广、高效、无毒、耐高温、抗菌持久。”文章接着在银的安全性与抗菌机理一节中说:“在古代,人们就知道银器具可以“解毒”,银制容器中盛放的水不易变味,银制器具盛装奶类食品能保鲜。特别是在抗菌素问世之前,医生就用含银化合物治疗梅毒等病。时至今日,含银药物仍被使用,如治疗烫伤的含银磺胺类药物,新生儿出生时使用的含银滴眼液等。”
从中可以看到抗菌根本就不是纳米的功能,所用纳米粉体仅仅是载体,从文中可见,日本人用了3~10μm的粉备抗菌粉。这篇文章明确告诉大家:抗菌原理就是在中国流传几千年的金属银“解毒”的古老方法,而不是二十一世纪的高新技术,纳米不是抗菌的原因,抗菌粉并不一定需要纳米。
浙江舟山明日纳米材料有限公司研制的纳米抗菌粉MFS350是为山东小鸭纳米洗衣机研制的,它是添加于小鸭洗衣机外桶内壁搪瓷中的,该搪瓷料要经过近千度高温的烧结,所以他们研制的MFS350还专门做了950度高温处理,要求在这样高的温度下作为载体的纳米粉体还
能保持纳米颗粒。其实,抗菌粉一旦添加进搪瓷料烧结后,起抗菌作用的是抗菌粉中的银离子,载体是不是纳米已经没有任何意义了。
现在山东小鸭已经换成了重汽集团,小鸭纳米洗衣机也早就销声匿迹,经过950度高温处理的每公斤近500元的纳米抗菌粉MFS350不知还有谁在使用?
图1是浙江舟山明日纳米材料有限公司研制的纳米抗菌粉MFS350的透射电镜形貌照片,其粒度小于100纳米,它的比表面值也表明还在100纳米以内。可惜的是这样研制的、能耐950度高温的抗菌粉完全是在浪费能源得不偿失做虚功。
2.江苏河海纳米科技股份有限公司的论文宣告抗菌粉用的载体不是纳米粉
在全国第二届纳米材料和
图1
明日纳米生产的抗菌粉
技术应用会议上,江苏河海纳MFS350的TEM照片
米科技股份有限公司与南京化
工大学材料学院联合发表题为《纳米功能性内墙涂料的研制和生产》的文章。该文刊登在《全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集》第C90页上,在文章中列出的原料及规格是:
(1)纳米粉A(50~300nm,江苏河海纳米材料股份有限公司产,含纳米催化剂),
(2)HN—300抗菌粉(d<300nm,江苏河海纳米材料股份有限公司产)。
从这里300nm这个数据可见,他们的产品不是纳米材料,江苏河海纳米科技股份有限公司的抗菌粉HN-300早期就是在钛白粉里添加了银离子而已,测量表明它的
比表面值为21m2
/g,它的颗粒平均直径是300纳米,就是
钛白粉。所以可以肯定地说江苏河海纳米材料股份有限公司生产的纳米抗菌粉不仅纳米没有抗菌功能,根本就没有任何纳米材料。
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2006年第5期《中国粉体工业》
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不管用没用纳米级粉体做载体,抗菌粉抗菌靠银,与粉体是不是纳米无关,日本人用3~10μm、江苏河海纳米科技股份有限公司用300纳米都做出了抗菌粉,能用低价微米级粉体能解决的问题为什么非要用高价的纳米粉呢?
事实上现在他们连钛白粉也不用了,所用的粉体已经改为更便宜的普通磷酸盐了。最近对江苏河海纳米材料股份有限公司的抗菌粉HN300进行了测试,结果比表
面为21m2
/g,用扫描电镜的能谱分析仪对它进行元素能
谱分析发现它是磷酸盐,主要是磷酸钠,再用X光衍射仪进行晶相分析,结果也证明它是磷酸盐,而不是钛白粉,更不是纳米二氧化钛。
图2是泰兴纳米材料厂的抗菌粉HN300的X射线衍射谱,图3是泰兴纳米材料厂的抗菌粉HN300的X射线能谱分析结果。它们都表明,HN300纳米抗菌粉没有纳米材料。抗菌不是纳米的作用。
3.北京赛特瑞科技发展有限公司的抗菌产品2004年5月16日,在北京展览馆召开的全国首届纳米科技企业发展论坛上,北京赛特瑞科技发展有限公司的王开利博士在介绍他们的纳米抗菌产品时也称他们的抗菌粉载体使用了磷酸盐粉体。为了了解该公司的情况,我们登陆了他们的公司网站。我们看到这种无机抗菌剂的组成是这样介绍的:(http://www.wy.com.cn/antibacterial.htm)
无机抗菌剂:利用银、铜、锌等金属的抗菌能力,通过物理吸附离子交换等方法,将银、铜、锌等金属(或其离子)固定在氟石、硅胶等多孔材料的表面制成抗菌剂,然后将其加入到相应的制品中即获得具有抗菌能力的材
图2泰兴纳米材料厂的抗菌粉HN300的X射线衍射谱
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图3泰兴纳米材料厂的抗菌粉HN300的X射线能谱分析结果
料。水银、镉、铅等金属也具有抗菌能力,但对人体有害;铜、镍、钻等离子带有颜色,将影响产品的美观,锌有一定的抗菌性,但其抗菌强度仅为银离子的1/1000。因此,银离子抗菌剂在无机抗菌剂中占有主导地位。银系抗菌剂的种类及其载体性质如表二。
表二银系抗菌剂的种类及其载体性质
抗菌剂有效成分载体性质抗菌能力
银---氟石银离子离子交换强银---活性炭银离子吸附弱银---磷酸铜银离子离子交换
强银---磷酸钙银离子//银吸附弱银---硅胶
银配位化合物
吸
附弱银---溶解性玻璃银盐
玻璃成分弱银---多孔金属
银离子//银
吸
附
弱
该公司网站上还给出了纳米层状银系粉体抗菌机理:纳米层状银系(锌系)无机抗菌粉体,可广泛应用于塑料、涂料、陶瓷、油漆、纤维等产品,其抗菌机理:一是接触反应,即抗菌制品中的银离子与细菌接触反应后,造成微生物固有成分破坏或产生功能障碍。当微量的银离子到达微生物细胞膜时,因后者带负电荷,依靠库仑引力,使两者牢固吸附,银离子穿透细胞壁进入细胞内,并与巯基(-SH)反应,使蛋白质凝固,破坏细胞合成酶的活性,细胞丧失增殖能力而死亡。银离子还能破坏微生物电子传输系统、呼吸系统和物质传输系统。当菌体失
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去活性后,银离子又会从菌体中游离出来,重复进行杀菌活动,因此其抗菌效果持久。二是光催化反应:在光的作用下,银离子能起到催化活性中心的作用,激活水和空气
中的氧,产生羟基自由基(0H)和活性氧离子(O-2),活
性氧离子具有很强的氧化能力,能在短时间内破坏细菌的增殖能力而使细胞死亡,从而达到抗菌的目的。
从北京赛特瑞科技发展有限公司网站上的这个介绍进一步证明,他们根本就没有使用纳米粉,所谓的纳米载银抗菌粉的抗菌功能不是纳米粉体的作用,只是银离子的作用,纳米不能抗菌,抗菌不需纳米。套用纳米抗菌说法,可以称为离子抗菌,是银离子抗菌。
抗菌材料与老百姓生活密切相关,随着人民生活水平的提高,抗菌材料可能会成为一个相当大的行业。我们支持抗菌材料的研究,但是我们要指出的是研究抗菌材料打纳米旗号是在误导欺骗消费者,是在糟蹋败坏纳
米的名声。
针对商家虚假夸大宣传误导消费者等情况,卫生部于2004年07月18日发出“化妆品不得宣传抗菌抑菌等医疗作用”的公告:“化妆品是以涂擦,喷洒或其他类似方法,散布于人体表面任何部位,如皮肤、毛发、指甲和口唇等,以达到清洁、消除不良气味、护肤、美容和修饰目的的日用化学工业产品。因此,卫生部强调,化妆品的宣传要严格按照化妆品定义范畴进行。不得暗示疗效,非特殊用途化妆品不得宣传特殊功效。
卫生部要求化妆品生产企业要严格执行《化妆品卫生监督条例》及有关规定。并要求自2005年7月1日起,新生产的化妆品禁止在其包装、标签、说明书及其他相关宣传材料中宣传或暗示“抗菌、抑菌、除菌”及其他医疗作用。”
而中国消费者协会网在2004年9月29日公布了由北京市卫生防疫站按照国家有关标准对所抽检的抗菌家电样品进行检测和评价结果:“抗菌”家电徒有虚名,家用电器的“消毒灭茵”功效宣传名不符实。详细情况可见中国消费者协会网:http://www.cca.org.cn/首页-->>消费指导-->>抽查公布(2004-09-29)
本文的TEM、XRD和X射线能谱分析分别由中国科学院固体物理所微结构分析实验室储昭琴副研究员、陈莉副研究员和孔明光工程师帮助完成的,特此感谢。