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(guò)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(jì)最先被開(kāi)發(fā)。

其中，涂層主要有兩類：一類是利用抗菌性較強(qiáng)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(wú)機(jī)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(shí)產(chǎn)生電子空穴對(duì)，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(xì)菌的細(xì)胞，并導(dǎo)致細(xì)菌蛋白質(zhì)變異和脂類分解，達(dá)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(diǎn)。但同時(shí)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(guò)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(chē)正逐步推廣至中小學(xué)食堂

表面涂層抗菌不銹鋼的缺點(diǎn)類似不粘鍋：表面涂層會(huì)在使用過(guò)程中被磨損消耗甚至?xí)撀?，這樣就難以達(dá)到長(zhǎng)久抗菌的效果，因此這一類抗菌不銹鋼一般不會(huì)用來(lái)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(wèn)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(guò)程中以合金的形式加入抗菌元素。再經(jīng)過(guò)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(diǎn)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(guò)程中不會(huì)因產(chǎn)品損壞而影響抗菌性，也不會(huì)出現(xiàn)安全問(wèn)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(guó)首批抗菌不銹鋼的工業(yè)化量產(chǎn)由寶鋼在2009年實(shí)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?jǐn)?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(jī)理：
在不銹鋼的冶煉過(guò)程中以合金的形式加入銅，通過(guò)鑄造、軋制并加以適當(dāng)?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(guò)程中，不銹鋼基體中抗菌相的不斷析出，當(dāng)富含抗菌元素的抗菌相裸露于基體表面時(shí)，抗菌元素便會(huì)溶于水，進(jìn)而形成水合離子破壞細(xì)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(xì)菌。

含銅抗菌不銹鋼研究中面臨的主要技術(shù)問(wèn)題是ε-Cu的固溶問(wèn)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(shí)，富銅相的析出過(guò)程是一個(gè)被Cu擴(kuò)散控制的熱激活過(guò)程，會(huì)帶來(lái)耐腐蝕性降低、加工性能差等問(wèn)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(qiáng)的金屬元素，大約是銅的100倍。由于Ag+會(huì)與細(xì)菌相結(jié)合，添加少量的銀就能使不銹鋼具有很強(qiáng)的抗菌性，通常銀的加入量?jī)H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?yàn)殂y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(guò)控制化學(xué)成分和連鑄工藝的方法來(lái)實(shí)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(guó)內(nèi)含銀抗菌不銹鋼用品很難買(mǎi)到，大多數(shù)商家都停留在概念炒作上，國(guó)內(nèi)也就鋼鐵研究總院研發(fā)過(guò)幾款廚刀，而且上市量很小。


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

這4種細(xì)菌是平常生活中最常見(jiàn)的，也是致病率很高的細(xì)菌。如果抗菌不銹鋼大量應(yīng)用在日常生活中，對(duì)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(dòng)洗衣機(jī)、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。