新时期抗菌、抗病毒涂料技术发展状况

叶丹

经理
广州慧正智联科技有限公司
企业已认证
墙面漆   工业涂料  
抗菌涂料和抗病毒涂料的作用机理存在差别。抗菌涂料是针对细菌的不同部位作用,达到抑菌或者杀菌的功效。
研究课题:功能涂料

细菌、病毒有何不同

细菌和病毒都是自然界中普遍存在的微生物。细菌和病毒不同,细菌由单细胞组成,并拥有细胞壁、细胞器以及遗传物质DNA,大小一般为0.5~2.5微米。病毒没有细胞结构,主要是蛋白质衣壳和内部的遗传物质DNA或者RNA,大小一般只有20~250纳米。病毒没有细胞壁,它要有宿主才能生存繁殖,抗生素类药物对它不起作用,包括流感、非典、埃博拉、HIV和新冠病毒等;细菌有细胞壁,可自生繁殖,品种有好坏之分,好的如益生菌有助肠道消化系统,发酵的与造酒和食品行业不可或缺;坏的细菌常引起肺炎、脑炎、咽喉炎、淋病等,抗生素类药物对它有效。近三年以来,新冠疫情给全人类带来了巨大的灾难,在全球范围内造成了巨大的社会影响和经济损失。在此形势下,抗菌、抗病毒涂料的应用开始受到前所未有的关注。

抗菌涂料、抗病毒涂料有何差别

抗菌涂料和抗病毒涂料的作用机理存在差别。抗菌涂料是针对细菌的不同部位作用,达到抑菌或者杀菌的功效。异噻唑啉酮类物质如苯丙异噻唑啉酮(BIT)、二氯正辛基异噻唑啉酮(DCOIT),具有亲电活性,通过结合巯基与蛋白质中的硫醇反应,硫醇失活导致细胞中重要的代谢过程受到破坏,从而引起细胞死亡。吡啶类物质也有一定的抗菌功效,如吡啶硫酮钠和吡啶硫酮是细菌膜转运蛋白的抑制剂,作为离子载体可以破坏细胞膜离子梯度,从而使其丧失养分运输能力而死亡。贵金属离子如银离子也可抑制细菌细胞内糖转换为能量的酶促反应,进而阻止了细胞的呼吸导致细菌死亡。阳离子型化合物如季铵盐类可以通过静电力、氢键以及表面活性剂分子与蛋白质分子间的疏水结合等作用,吸附带负电的细菌体并聚集在细胞壁上,产生室阻效应导致细菌死亡。

由于病毒本身并无细胞结构,失去了活性物质作用的许多靶向目标,因此抗病毒涂料可以采用的活性物质相对较少。在合适的光激发下,TiO2纳米粒子会产生电子和空穴对,并迁移至表面与吸附物质进行反应,产生活性氧类物质(ROS),降解病毒的蛋白质衣壳或造成病毒糖蛋白的丢失,使其失去攻击宿主细胞的能力而起到抗病毒功效。金属离子和金属氧化物如银离子可以破坏包膜病毒的脂质层,阻止其与宿主细胞的融合。季铵盐化合物也可以吸附于包膜病毒上,通过其长链分解脂质层,使得病毒DNA或RNA裸露而失去活性,最终导致病毒死亡。

抗菌涂料、抗病毒涂料发展现况

抗菌涂料目前发展较为全面,产品系列也较多,抗病毒涂料研究目前正在兴起,包括ETH(瑞士,冠状病毒测试剂)、美国西北大学(可穿戴式冠状病毒传感器)、RMIT大学(澳大利亚,镓基液态金属纳米颗粒)、香港大学、香港科技大学(抗病毒涂料)、内盖夫本 · 古里安大学(以色列,抗病毒纳米颗粒涂料)和德克萨斯大学(新冠病毒和流感测试剂)等都正在对抗病毒涂料开展研究。国内方面嘉宝莉公司于2020年8月成功开发BB氧吧抗病毒儿童墙面漆,目前再次成功开发抗病毒抗菌全效墙面漆,产品适用于医院和学校等公共场所,该产品利用铜的抗微生物功效,采用Corning® Guardiant®技术,将铜最活跃的抗微生物价态进行封装并缓慢释放,同时配以自主研发的铜离子涂料配方稳定技术,保证涂料长期稳定性以及抗微生物效用。

为规范抗病毒涂料市场行为,中国涂料工业协会和广东省涂料行业协会分别牵头制定了中国抗病毒涂料标准《抗菌及抗病毒涂料》(T/CNCIA 01014-2020)、《涂料(漆膜)抗病毒性能测试方法》(T/CNCIA 03002-2020)和《抗菌、抗病毒涂料》(T/GDTL-011-2020),填补了国际抗病毒涂料标准的空白,同时这两个标准也是目前国际上唯一有抗病毒性能判定指标的涂料行业标准。国际上抗病毒涂料标准中较为通用的有《塑料和其他非多孔表面抗病毒活性的测定》(ISO21702:2019),其测试的标准病毒为包膜病毒代表流感病毒H3N2和无包膜病毒代表猫杯状病毒FCV,但该标准仅为测试方法标准,并未给出抗病毒性能的判定指标。而日本SIAA抗病毒认证则沿用该标准,并在此基础上给出了抗病毒活性值的要求(≥2.0)。

美国Allied Market Research机构调研认为全球抗病毒涂料在2019年达到了5亿美元的销售额,并预期将在2027年达到13亿美元。新冠肺炎疫情爆发之前,关于抗病毒涂料的研究极少,再加上抗病毒涂料的作用效果演示难度极大,限制了其市场增长速度。疫情期间面临的挑战无疑使行业意识到抗病毒涂料的重要性,将大大促进其发展。



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