01
 表面涂層抗菌不銹鋼

表面涂層抗菌不銹鋼是指利用不銹鋼為基體，通過噴涂、溶膠－凝膠、復(fù)合鍍、離子注入等方法，將具有抗菌功能的各種材料涂覆上。這種抗菌不銹鋼的制備方法在20世紀最先被開發(fā)。

其中，涂層主要有兩類：一類是利用抗菌性較強的銀銅鋅或者利用它們與其他元素形成的合金作為涂層，這種抗菌不銹鋼也稱為無機涂層抗菌不銹鋼；另一類是具有光催化性的Ti 和 Zn的氧化物的涂層，它的原理是在光照時產(chǎn)生電子空穴對，并與其表面吸附的OH- 和O2 生成羥基自由基和超氧化物陰離子自由基，這兩種自由基可以直接攻擊細菌的細胞，并導(dǎo)致細菌蛋白質(zhì)變異和脂類分解，達到抗菌的效果。

TiO2 系光觸媒不銹鋼具有較好的抗菌防污功能，是目前的研究熱點。但同時TiO2光觸媒起抗菌作用的條件，一是必須有合適的波段光的照射，二是發(fā)揮抗菌作用的過程中必須有氧氣參與。這限制了TiO2光觸媒作為抗菌劑的應(yīng)用范疇。

 使用表面涂層技術(shù)制造的抗菌不銹鋼餐車正逐步推廣至中小學(xué)食堂

表面涂層抗菌不銹鋼的缺點類似不粘鍋：表面涂層會在使用過程中被磨損消耗甚至?xí)撀?，這樣就難以達到長久抗菌的效果，因此這一類抗菌不銹鋼一般不會用來制造直接入口的餐廚具。如何提高抗菌涂層和基體的結(jié)合力，并保證抗菌涂層安全性，是此類產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)問題。

02
整體添加抗菌元素抗菌不銹鋼

整體添加抗菌元素抗菌不銹鋼也稱為合金型抗菌不銹鋼。即在不銹鋼的冶煉過程中以合金的形式加入抗菌元素。再經(jīng)過特殊的熱處理手段獲得具有抗菌功能的不銹鋼。這種方法所制備的抗菌不銹鋼最主要特點是：抗菌金屬離子與不銹鋼基體合而為一，在不銹鋼的表面和內(nèi)部均勻分布并不間斷釋放。在使用過程中不會因產(chǎn)品損壞而影響抗菌性，也不會出現(xiàn)安全問題。目前應(yīng)用最為廣泛的是含銅和含銀抗菌不銹鋼。

含銅抗菌不銹鋼
銅離子有良好的抗菌性。與傳統(tǒng)不銹鋼相比，含銅抗菌不銹鋼內(nèi)部含銅比傳統(tǒng)不銹鋼多0.5%～1%。研究表明，含銅2.5%的抗菌不銹鋼就能完全殺滅大腸桿菌和金黃色葡萄球菌。

我國首批抗菌不銹鋼的工業(yè)化量產(chǎn)由寶鋼在2009年實現(xiàn)，主要產(chǎn)品為鐵素體含銅抗菌不銹鋼。其中銅的質(zhì)量分數(shù)在1.4%～1.6%之間。該抗菌不銹鋼的殺菌率在99.99%以上，可應(yīng)用于餐具廚具及家電等。

含銅抗菌不銹鋼抗菌機理：
在不銹鋼的冶煉過程中以合金的形式加入銅，通過鑄造、軋制并加以適當?shù)臒崽幚?，使不銹鋼中析出ε-Cu相，并且這些ε-Cu相高度彌散分布，從而賦予不銹鋼抗菌能力。使用過程中，不銹鋼基體中抗菌相的不斷析出，當富含抗菌元素的抗菌相裸露于基體表面時，抗菌元素便會溶于水，進而形成水合離子破壞細菌的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)失去活性，直至殺滅細菌。

含銅抗菌不銹鋼研究中面臨的主要技術(shù)問題是ε-Cu的固溶問題，只有相在基體中占一定的比例，才能體現(xiàn)良好的抗菌性。同時，富銅相的析出過程是一個被Cu擴散控制的熱激活過程，會帶來耐腐蝕性降低、加工性能差等問題。

含銀抗菌不銹鋼
從抗菌性、安全性、工藝性等方面綜合考慮，含銅抗菌不銹鋼是目前最受歡迎的品種。那么單從抗菌性能上考慮，佼佼者就是含銀抗菌不銹鋼。含銀抗菌不銹鋼成本和工藝難度都有所增加，使它成為了抗菌不銹鋼家族中的貴族。


銀是抗菌性很強的金屬元素，大約是銅的100倍。由于Ag+會與細菌相結(jié)合，添加少量的銀就能使不銹鋼具有很強的抗菌性，通常銀的加入量僅為0.04%～0.1%之間。但是，含銀抗菌不銹鋼的冶煉工藝較為復(fù)雜，因為銀常溫下不能固溶到不銹鋼的基本組成元素中，很容易在晶界析出，造成抗菌性分布不均，這樣就使得冶煉出的不銹鋼難以成型。

日本的川崎制鐵最早通過控制化學(xué)成分和連鑄工藝的方法來實現(xiàn)在不銹鋼中添加銀，最終獲得含Cr在10%以上，含Ag在1%以下，具有良好加工型和耐腐蝕性的抗菌不銹鋼。

目前國內(nèi)含銀抗菌不銹鋼用品很難買到，大多數(shù)商家都停留在概念炒作上，國內(nèi)也就鋼鐵研究總院研發(fā)過幾款廚刀，而且上市量很小。


已證明，抗菌不銹鋼對大腸桿菌殺滅率高達99.9%、金黃色葡萄球菌殺滅率高達99.5%、白念珠菌殺滅率達99.0%、枯黑菌殺滅率達86.6%。

這4種細菌是平常生活中最常見的，也是致病率很高的細菌。如果抗菌不銹鋼大量應(yīng)用在日常生活中，對人們的身體健康和生活質(zhì)量的提高將大有幫助。

抗菌不銹鋼可應(yīng)用的范圍覆蓋了醫(yī)療器械、食品器械、餐飲器具、家用電器、衛(wèi)浴器具、公共設(shè)施等等。例如鐵素體抗菌不銹鋼應(yīng)用于全自動洗衣機、食品冷藏領(lǐng)域的效果顯著；馬氏體抗菌不銹鋼主要應(yīng)用于菜刀、廚房用剪刀等刀具制作方面；奧氏體抗菌不銹鋼則適用于醫(yī)療器械、食品等相關(guān)設(shè)備中。