納米銀在木地板抑菌應(yīng)用中的現(xiàn)狀及前景分析

張亞茹 劉金波 牛笑一

摘 ? ?要：隨著生活水平的提高，人們越來越重視室內(nèi)家居環(huán)境的健康、環(huán)保問題，抑菌性木地板受到越來越多的關(guān)注。納米銀無機抗菌材料以其殺菌活性強、化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性好、無毒、廣譜、不產(chǎn)生耐藥性等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于抑菌木地板。本文綜述了納米銀抗菌材料在木地板中的應(yīng)用研究進展，詳細(xì)分析了納米銀抗菌材料的制作方法、抗菌效果，指出了納米銀抗菌材料在木地板抑菌應(yīng)用中的潛在問題以及今后的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：抑菌性能;納米銀顆粒;木地板

1 ?引言

我國木地板的總量一直保持增長。截止到2017年，木地板產(chǎn)量和銷量均超過5億平方米，居世界前列。隨著經(jīng)濟的發(fā)展、人民生活水平不斷提高，消費者對家居裝修特別是地面裝飾材料的要求越來越高，尤其是對個性化、功能化產(chǎn)品的需求不斷升高。2020年初新型冠狀病毒肺炎肆虐全球各地，使得大眾更加注重居家生活安全，對安全、環(huán)保、健康相關(guān)功能性家居產(chǎn)品需求增。納米銀作為抗菌材料，不僅抗菌效果持久，并且安全性高，綠色環(huán)保。木地板制備過程中添加納米銀材料，可以得到綠色環(huán)保的抑菌木地板，很大程度上滿足現(xiàn)代市場的需要。本文將詳細(xì)介紹了納米銀抑菌的應(yīng)用現(xiàn)狀、納米銀抗菌材料在抑菌木地板方面的研究概論以及抑菌木地板抑菌效果的檢測方法，重點闡明了納米銀抑菌材料的優(yōu)勢，指出其納米銀抑菌木地板在市場應(yīng)用中存在的潛在問題與未來應(yīng)用前景。

2 ?抑菌木地板的發(fā)展

2.1 ?抑菌木地板的發(fā)展現(xiàn)狀

抑菌地板是指在地板材料中添加抑菌劑，抑菌劑能夠抑制地板表面細(xì)菌的繁殖，從而使衛(wèi)生環(huán)境得到改善。抑菌劑的選用會直接影響到抑菌效果，其濃度、作用時間的長短都會影響到其對微生物的效果[1]。據(jù)中國抗菌材料及制品行業(yè)協(xié)會的介紹，從2003年下半年開始，抗菌劑在建材中使用量的增加明顯高于其他行業(yè)，家居建材抗菌材料年增長率達30%。銀離子無機抗菌劑和鋅離子無機抗菌劑已通過了北京市科委的鑒定，先后在涂料、塑膠地板、強化木地板、塑料管材等裝飾建材中應(yīng)用，抑菌地板需求量仍處于增長的趨勢。

唐朝發(fā)等[2]通過單因素試驗分析不同抗菌劑及其濃度對浸漬薄木菌性能的影響，結(jié)果顯示：在無光照的條件下，載銀納米TiO2的抗菌性能最優(yōu);在有光照的條件下，載銀納米TiO2、小粒徑納米TiO2（15nm）均有良好的抗菌特性。王保華[3]利用實驗室自制的無機銀系抗菌劑處理木材纖維，干燥后施膠并熱壓成中密度纖維板材。研究表明，其板材抗菌率隨著銀系抗菌劑濃度的升高而不斷升高，當(dāng)硝酸銀溶液的濃度達到1.5g/L時，對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的24h的殺菌率均達到了99%以上，符合日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS Z2801中所要求的抗菌效果。圣象集團[1]以大亞人造板防霉基材、將納米光觸媒按膠水質(zhì)量比的0.5% ～2% 與低甲醛高黏度三聚氰胺浸漬膠黏劑（固含量≥60% ），在高速分散攪拌機中攪拌混合均勻，然后勻質(zhì)地噴涂到耐磨紙和裝飾紙上，研發(fā)出家用I級的納米光觸媒抗菌防霉強化木地板，使生產(chǎn)的強化木地板同時具有持久性的抗菌（I級）及防霉效果（強防霉級）。

2.2 ? 抑菌木地板抑菌效果的檢測方法

抗菌材料的研發(fā)，其抗菌性能和抗菌持久性等為抗菌材料的重要質(zhì)量指標(biāo)。目前國內(nèi)外公認(rèn)的抗菌性能檢測方法主要有：振蕩法、吸收法、貼膜法及瓊脂擴散法等。不同抗菌制品根據(jù)材料的自身特點及使用環(huán)境，選用的抗菌評價方法各有差異，但其總體上可大致分為定性和定量兩大類：前者采用抑菌圈法定性評價處理材料的抑菌效果;后者采用抑菌率對處理材的抑菌效果和抗菌活性進行量化評定[4]。其中，抑菌圈法的處理量大、操作簡便、結(jié)果快速（優(yōu)），不能判定供試菌液濃度，無法定量評定抗菌活性（缺）;抑菌率法（吸收法、貼膜法）是量化評定材料抗菌力的質(zhì)量指標(biāo)，特點是結(jié)果準(zhǔn)確，弱勢是測定過程時間周期長（優(yōu)），操作繁瑣，一次處理量小，測定成本較高（缺）。國內(nèi)外通常采用大腸桿菌ATCC25922（革蘭氏陰性菌）和金黃色葡萄球菌ATCC6538（革蘭氏陽性菌）作為評價抗菌力的微生物細(xì)菌。

3 ?納米銀抑菌的應(yīng)用現(xiàn)狀

有害細(xì)菌的傳播和蔓延會嚴(yán)重危害人類的健康和生命，因此控制和消滅有害細(xì)菌的生長和繁殖是與人類保護自己息息相關(guān)的重要課題。目前抗菌方法大致可分為物理方法和化學(xué)方法。物理方法是通過改變環(huán)境溫度、壓力以及使用電磁波、射線等方法殺菌;化學(xué)方法則是通過調(diào)節(jié) pH 值、氣體交換、失水、隔離營養(yǎng)源等手段殺滅細(xì)菌，尤其是采用化學(xué)藥劑—納米銀抗菌劑效果最佳。

納米銀是指由銀原子組成、粒徑通常在 1nm～100nm范圍的納米顆粒、納米線、納米團簇等銀納米材料;是一種化學(xué)反應(yīng)活性極高的金屬納米材料[6]。納米銀具有很強的滅活病毒能力：①釋放出游離銀離子殺滅病毒;②納米Ag還可與病毒表面的蛋白質(zhì)直接結(jié)合來使病毒失活;③通過破壞病毒的復(fù)制和繁殖過程使病毒失去傳染性。納米銀作為抑菌劑，其具有耐熱性、廣普性、殺菌持久性、和安全性高等優(yōu)點。目前，納米銀抑菌劑被廣泛應(yīng)用于水和環(huán)境消毒、紡織、塑料、建筑涂料、陶瓷、化妝品、日用品、食品加工、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。

4 ?展望

要將抑菌地板大規(guī)模生產(chǎn)，我們不僅要對抑菌處理效果和處理后的板材性能進行深入探索，更加要有針對性地在綠色環(huán)保和降低成本方面進行考量，以無害無污染為準(zhǔn)則，以投入使用為最終目標(biāo)尋找更有效的抑菌劑和更合理化的抑菌處理方式?？v觀納米銀材料在其他領(lǐng)域的研究頗有成果，對于抑菌地板僅處于起步階段，目前的抑菌地板研究較少。但是針對抑菌地板的大需求量，有必要進一步加速納米銀材料在實木復(fù)合地板中的應(yīng)用步伐?？梢詮囊韵氯矫婵剂浚孩偕钊雽{米銀材料應(yīng)用到木地板中的研究，有針對性的將納米銀抑菌劑的配方進行改進設(shè)計。②透徹搞清納米銀材料在木地板應(yīng)用時的抗菌機理，為納米銀材料抑菌劑在木地板中的完美應(yīng)用以及大規(guī)模生產(chǎn)提供可能。③綠色環(huán)保的前提下，降低成本。納米銀抗菌劑的成本高于有機抗菌材料，若要在建材產(chǎn)品上更廣泛推廣應(yīng)用，還需要降低成本。另外，銀的安全用量需要進一步限定，如何有效、科學(xué)評價材料抗菌性指標(biāo)有待建立和完善。

參考文獻：

[1] 王曉宇，姜志華，趙保成.抗菌型強化木地板的研發(fā)與發(fā)展前景探討 [J].中國人造板，2020（3）：12～15.

[2] 唐朝發(fā)，李巖，李春風(fēng)等.不同抗菌劑對浸漬薄木抗菌性能影響的研究 [J].林產(chǎn)工業(yè)，2015（2）：29～31.

[3] 王保華.中密度纖維板抗菌工藝及抗菌效果的研究[D];東北林業(yè)大學(xué)， 2016.

[4] 李為義.阻燃抗菌木質(zhì)壁紙的制備、結(jié)構(gòu)與性能[D];北京林業(yè)大學(xué)， 2016.

基金項目：

1.地板用長白山臭松改性利用技術(shù)研究，課題編號：20160828。

2.家具用山楊改性利用技術(shù)的研究成果中試，課題編號：20180706

作者簡介：

張亞茹（1994—）女，河南商丘人，碩士在讀，專業(yè)：林業(yè)工程。

通訊作者簡介：牛笑一（1973—）男，碩士，教授，主要從事家具材料研究。