1. Agents antibactériens et leur classification
Les antibiotiques font référence à des médicaments qui peuvent inhiber la croissance bactérienne, endommager leur environnement de vie et exercer leurs effets de manière efficace et continue. Les agents antibactériens sont divisés en deux catégories : les agents antibactériens organiques et les agents antibactériens inorganiques. Parmi eux, les agents antibactériens organiques comprennent les types naturels et synthétiques, tandis que les agents antibactériens inorganiques comprennent principalement les métaux, les ions métalliques et les oxydes. Les mesures antibactériennes communément évoquées comprennent l'inhibition, la destruction, l'élimination des toxines sécrétées par les bactéries et la prévention. En raison de la forte stabilité thermique, de la fonctionnalité durable, de la sécurité et de la fiabilité des agents antibactériens inorganiques, associés au développement de technologies ultrafines ces dernières années, les agents antibactériens inorganiques à l'échelle nanométrique peuvent être produits en masse et mélangés ou composites en fibres chimiques. , assurant l’industrialisation des fibres chimiques antibactériennes.
2. Agents nano antibactériens
Les propriétés photocatalytiques sont l’une des caractéristiques importantes des matériaux nano-semi-conducteurs. Les matériaux composés semi-conducteurs courants comprennent le TiOz, le ZnO, le ZnS, le CdS et le PbS, etc. Compte tenu des facteurs de sécurité et de coût, le TiO2 et le ZnO sont plus pratiques, le TiO2 étant le plus couramment utilisé.
Le seuil de longueur d’onde d’absorption des semi-conducteurs se situe principalement dans la région ultraviolette. Lorsque l'énergie des photons dépasse le seuil d'absorption du semi-conducteur, les électrons de la bande de valence du semi-conducteur subissent des transitions interbandes, c'est-à-dire des transitions de la bande de valence à la bande de conduction, entraînant la génération d'électrons (e) et de trous photogénérés (h+). . À ce stade, l'oxygène dissous adsorbé à la surface des nanoparticules capture des électrons pour former des ions négatifs superoxydes (· 05), tandis que les trous vont oxyder les ions hydroxydes adsorbés à la surface du catalyseur et de l'eau pour former des radicaux hydroxydes (· OH). Les ions négatifs superoxydes et les radicaux hydroxydes ont de fortes propriétés oxydantes, qui peuvent oxyder la grande majorité de la matière organique en produits finaux CO2 et H2O. Au cours du processus de réaction, ce matériau semi-conducteur, également appelé photocatalyseur lui-même, ne subit aucune modification.
De nombreuses études ont montré que l'ajout de nanoZnOau nanoTiO2ou l'ajout d'un peu de nano TiO2 au nano ZnO entraîne de meilleurs effets antibactériens sur les tissus par rapport aux nanomatériaux simples, indiquant l'existence d'effets nano synergiques entre le nano TiO2 et le ZnO. Cela est dû aux atomes de surface du nano TiO2 et du ZnO.
Les effets de surface des particules varient en raison des différents environnements et des largeurs de bande interdite. Par conséquent, l'absorption de la lumière, en particulier du rayonnement ultraviolet, possède ses propres bandes caractéristiques. Lorsque les tissus en coton sont traités avec des composites nano TiO2 et ZnO, ils peuvent absorber le rayonnement ultraviolet sur une plage de longueurs d'onde plus large, décomposer plus librement les électrons chargés négativement et les trous chargés positivement, et former des paires de trous d'électrons photogénérés. Ils réagissent avec l'eau et l'oxygène environnants pour générer plus de 0-, HO ·, HOO · et H2O2, tuant efficacement les bactéries et améliorant l'effet antibactérien du tissu.
Le Nano TiO2 en tant que bactéricide présente également les caractéristiques suivantes : premièrement, il a un bon effet immédiat, tel que l'effet des agents antibactériens de la série argent se produisant en 24 heures environ, tandis que le nano TiO2 ne prend qu'environ 1 heure ; Deuxièmement, le TiO2 est un agent antibactérien semi-permanent qui conserve son effet antibactérien, contrairement à d'autres agents antibactériens dont l'effet de dissolution diminue progressivement ; Troisièmement, il présente une bonne sécurité et aucun effet indésirable sur le contact cutané. Le textile fabriqué en dispersant du TiO2 ultra-fin à l'échelle nanométrique dans des matières premières filées et des fibres chimiques filées possède de bonnes propriétés antibactériennes et est bon marché. Par conséquent, le TiO2 à l’échelle nanométrique est largement utilisé comme principal antibactérien et déodorant dans les fibres fonctionnelles.
3. Agents antibactériens à ions métalliques
Par rapport aux agents antibactériens organiques, les agents antibactériens à ions métalliques présentent les avantages d'une bonne sécurité (faible toxicité, pas de cancérogénicité), d'une activité antibactérienne élevée, d'une bonne résistance à la chaleur, d'une large gamme antibactérienne, d'une longue persistance et d'une absence de résistance aux médicaments. Ils peuvent être largement utilisés dans des domaines tels que l’électronique, l’automobile, les matériaux de construction, le traitement de l’eau, le traitement médical, l’alimentation humaine et animale, l’emballage, les textiles et la protection de l’environnement.
Selon les différents ions métalliques contenus, les agents antibactériens à ions métalliques peuvent être divisés en ions argent, ions cuivre, ions zinc, ions cobalt, ions nickel, agents antibactériens ions vanadium, etc.
Certaines particules métalliques (telles que les nanoparticules d'argent et les nanoparticules de cuivre) possèdent certaines propriétés bactéricides. Ils sont filés en combinaison avec des fibres chimiques pour produire des fibres fonctionnelles antibactériennes, qui ont des effets antibactériens plus forts et des temps de lavage plus longs que les tissus antibactériens généraux. Par exemple, la poudre antibactérienne ultrafine peut conférer aux produits en résine une capacité antibactérienne et avoir des effets inhibiteurs sur diverses bactéries, champignons et moisissures. L'ajout de 1 % de cette poudre aux fibres synthétiques peut produire des fibres antibactériennes avec une bonne filabilité.
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