1 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉 430070
2 武汉理工大学材料科学与工程国际化示范学院(材料与微电子学院)，武汉 430070
3 湖北省特种玻璃工程技术研究中心，武汉 430070
新型Cu2O纳米微晶玻璃具有高Cu载量、低成本和易大规模制备等特点，有望成为载银抗菌玻璃较有潜力的替代者。通过采用XRD、Raman光谱、XPS、FESEM和TEM等表征方法重点研究了不同ZnO/K2O比对SiO2-Al2O3-K2O-ZnO-P2O5-B2O3-CuO微晶玻璃显微结构的影响，并分析讨论了其结构-性能关系。结果表明，微晶玻璃中Zn与P元素会富集在Cu元素所在区域的附近，适量的ZnO能使微晶玻璃中析出的Cu2O晶粒尺寸稳定在纳米级别，并能调节微晶玻璃中Cu元素的浸出速率。Cu2O纳米微晶玻璃对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有显著的抗菌效果，并能实现对维多利亚蓝B溶液的可见光催化降解，是一种极具发展潜力的新型功能微晶玻璃材料。
微晶玻璃 氧化亚铜纳米晶 显微结构 抗菌性能 可见光催化 glass-ceramics Cu2O nanocrystalline microstructure antibacterial property visible light driven photocatalysis
1 河南科技大学农学院，洛阳 471000
2 洛阳理工学院环境工程与化学学院，洛阳 471023
高效可见光响应光催化材料的开发对光催化技术的发展有着至关重要的作用。采用柠檬酸(CA)辅助溶剂热法制备Bi2MoO6，对其进行XRD、SEM、UV-Vis DRS、BET及PL表征，并研究可见光下降解环丙沙星(CIP)、灭活大肠杆菌(E. coli)和金黄色葡萄球菌(S. aureus)的性能。CA添加量为3 mmol时制备的BM-3展现出最优的光催化活性，在100 min内对CIP的降解率达到89.5%，其反应速率常数为不添加CA制备的BM-0的2.45倍，也能在150 min内将E.coli完全灭活，在200 min内将S. aureus灭活，失活后的细菌细胞由于内容物泄漏而表面凹陷且易聚集。多次循环实验证明BM-3具有良好的稳定性。宽的可见光吸收范围、大的比表面积和高效的光生载流子分离效率有利于CA辅助溶剂热法制备的Bi2MoO6光催化性能增强。
柠檬酸 光催化 溶剂热法 抗菌性能 环丙沙星 citric acid Bi2MoO6 Bi2MoO6 photocatalysis solvothermal method antibacterial property ciprofloxacin
吴海燕 1,2,3,*孟宇航 4易涵 1,2,3陈莹 1,2,3杨华明 1,2,3,4
1 中国地质大学(武汉)纳米矿物材料及应用教育部工程研究中心, 武汉 430074
2 中国地质大学(武汉)材料与化学学院, 武汉 430074
3 中国非金属矿行业矿物功能材料重点实验室, 武汉 430074
4 中南大学资源加工与生物工程学院, 长沙 410083
为获得抗菌性能优良的材料, 选用江西广丰黑滑石作为基体材料制备了Ag-ZnO/Talc三元复合材料, 并采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和X射线光电子能谱等分析手段对复合材料进行表征, 以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为实验菌株采用平板计数法、抑菌圈法对复合材料抗菌性能进行试验。结果表明: 黑滑石的片层状结构促进纳米颗粒分散, 增大复合材料与细菌的接触面积; Ag-ZnO/Talc三元复合材料具有高的抗菌活性, 对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率可达到99%以上。
黑滑石 复合材料 抗菌性能 black talc ternary composite antibacterial property
1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所 高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室, 上海 200050
2 2.中国科学院大学 材料与光电研究中心, 北京 100049
兼具抗菌和组织修复活性的生物材料在再生医学领域具有广阔的应用前景。以光热和磁热为基础的热疗技术都具有抗菌作用, 但光的穿透能力有限, 磁热试剂的热转换效率较低, 限制了其在生物医学领域的应用。本研究合成了Fe2SiO4/Fe3O4双相复合生物陶瓷粉体, 不仅同时具有良好的光热和磁热效应, 还能有效释放活性的铁和硅酸根离子。用陶瓷粉体与明胶/聚己内酯复合制备的电纺丝膜不仅具有良好的细胞相容性, 而且具有光热和磁热效应。复合膜在相对温和的条件下近红外光(808 nm, 0.36 W·cm-2)与交变磁场(506 kHz, 837 A·m-1)同时处理15 min后, 与单独近红外光或磁场热处理相比, 具有更强的细菌抑制活性。因此, 这种集光热、磁热功能于一体且具有细胞相容性的Fe-Si基生物陶瓷及其复合材料在再生医学领域具有潜在的应用前景。
Fe 硅酸盐 双相生物陶瓷 静电纺丝 抗菌性能 Fe silicate biphasic bioceramic electrospun antibacterial
1 青岛理工大学土木工程学院, 青岛 266033
2 青岛理工大学山东省蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心, 青岛 266033
3 青岛理工大学环境与市政工程学院, 青岛 266033
海工混凝土是海洋开发必需的基础材料, 然而海工混凝土服役寿命易受微生物腐蚀(MIC)的不良影响。本研究制备、表征并评价了一种新型Ag/TEOS/IBTS复合乳液 (ATS), 该乳液可涂覆在混凝土表面预防MIC。与Ag/TEOS复合乳液(AT)和Ag/IBTS复合乳液(AS)相比, ATS防水性能最好, 其接触角可达119.67°。激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)结果表明, ATS、AT和AS具有良好的抗菌黏附性能, 其中银粒子赋予了乳液优良的杀菌能力。FT-IR和SEM结果表明, 砂浆表面的疏水层是由Si—O—Si交联形成的。这种新型涂料对提高海工混凝土的使用寿命具有重要意义。
混凝土 海工混凝土 含银复合乳液 硅烷涂层 疏水表面 抗菌性能 纳米粒子 微生物腐蚀 concrete marine concrete silver-containing composite emulsion silane coating hydrophobic surface antibacterial property nanoparticle microbiologically influenced corrosion
1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室, 上海 200050
2 2.中国科学院大学 材料与光电研究中心, 北京 100049
含铜生物材料在高浓度铜离子释放时对细菌有优异的抑制作用, 但同时具有细胞毒性; 而在低浓度铜离子释放时虽然具有良好的细胞相容性, 但其抗菌性能低。因此, 开发一种含铜生物材料, 使其能够在高浓度铜离子释放情况下同时具有优异抗菌性能和良好细胞相容性, 具有重要意义。本研究利用钼和铜之间的拮抗作用原理, 采用溶胶-凝胶法制备了钼掺杂铜硅钙石, 并通过细菌平板实验和细胞活力实验评价了材料的抗菌性能和细胞相容性。实验结果显示, 钼掺杂铜硅钙石释放的高浓度铜离子(高于8.87 μg∙mL -1)对金黄色葡萄球菌有良好的抑制性能。同时, 由于铜钼离子的拮抗作用能降低高浓度铜离子对细胞的毒性, 钼掺杂铜硅钙石释放的铜离子在9.65 μg∙mL -1的高浓度下依然能保证人脐静脉内皮细胞存活率高达90%。因此, 钼掺杂可以作为含铜生物材料降低其细胞毒性的一种有效途径, 为开发低细胞毒性含铜抗菌生物材料提供了新的路径。
铜 生物材料 钼 掺杂 铜硅钙石 抗菌性能 细胞相容性 Cu biomaterial Mo doping cuprorivaite bacteria inhibition cytocompatibility
景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院，景德镇 333403
以Zn(NO3)2·6H2O、(NH4)6Mo7O24·4H2O为主要原料，采用共沉淀法合成ZnMoO4粉体。利用XRD、SEM等测试方法对合成样品的物相组成、微观结构进行表征。以培养的大肠杆菌为消杀对象，研究了不同热处理温度下的样品对大肠杆菌的抗菌性能。结果表明，前驱体主要为非晶态，含少量ZnMoO4、Zn2Mo3O8、Zn(OH)2和MoO3; 前驱体经400~600 ℃、保温30 min热处理，其产物转化为ZnMoO4，且随着热处理温度的升高，合成的ZnMoO4晶型逐渐完善，抗菌性能增加，当热处理温度为600 ℃时，可以获得结晶良好的ZnMoO4，其晶粒呈颗粒状和片状，平均粒径约为1.5 μm。不同热处理温度合成的ZnMoO4均具有一定的抗菌性能，其中经600 ℃热处理得到的ZnMoO4具有最佳抗菌性能，经过24 h抗菌检测，其抗菌率达到99.2%，在商用涂料料浆中外加5%的ZnMoO4粉体，所制备涂层对大肠杆菌的抗菌率达到95.7%，表明ZnMoO4及其涂料具有良好的应用前景。
共沉淀法 物相组成 微观结构 抗菌性能 ZnMoO4 ZnMoO4 coprecipitation method phase composition microstructure antibacterial performance
1 东华大学材料科学与工程学院, 上海 201620
2 南京医科大学, 江苏省口腔疾病重点实验室, 南京 210029
无机填料作为齿科复合树脂的主要成分, 对其性能影响最为显著。本文以阿拉伯胶为结构导向剂, 用热水解法合成了多孔、分级结构的刷状ZnO介晶, 其厚度和直径分别为1.2 μm和1.0 μm。通过微流控制法在其表面包覆了4~6 nm无定形SiO2, 以利于其表面硅烷化。通过场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)等对其进行了表征。对ZnO@SiO2进行硅烷改性处理后, 将其作为辅助填料, 与改性纳米SiO2主填料一起添加到Bis-GMA/TEGDMA树脂体系中, 光固化得到齿科复合树脂。力学测试表明, ZnO@SiO2填充质量分数控制在5%以内时可有效提高复合树脂力学性能。与单一二氧化硅填料的复合树脂相比, 添加填充质量分数3% ZnO@SiO2, 复合树脂的力学性能表现最佳, 其弯曲强度、弯曲模量和压缩强度分别提高了12.9%、6.6%和3.7%, 同时还表现出优良的抗菌活性, 对变异链球菌抗菌率达98.7%。此外, 添加了ZnO@SiO2介晶填料的复合树脂还具备更好的耐磨性。
齿科树脂 氧化锌介晶 力学性能 抗菌性能 dental resin ZnO mesocrystal mechanical property antibacterial property
1 洛阳理工学院环境工程与化学学院，洛阳 471023
2 河南科技大学农学院，洛阳 471023
在液相超声剥离制备g-C3N4纳米片的基础上，通过光照还原法负载Ag纳米颗粒，成功构筑Ag/g-C3N4纳米片，通过透射电子显微镜(TEM)、红外光谱仪(FT-IR)、X-射线衍射仪(XRD)、比表面积和孔分析仪(BET)和瞬态光电流等方法对制备的样品进行表征，考察可见光下杀灭E.coli能力以表征其光催化活性，并通过改进的Hom模型对样品的光催化抗菌动力学进行研究。研究结果表明，3%Ag/g-C3N4纳米片具有最优的光催化抗菌活性，光催化抗菌曲线拟合的k2值是体相g-C3N4的2.99倍，是3%Ag/体相g-C3N4的1.45倍。大的比表面积和良好的光生载流子分离效率是3%Ag/g-C3N4纳米片具有优异光催化抗菌活性的主要原因。
Ag/g-C3N4纳米片 光催化 抗菌性能 大肠杆菌 动力学 Ag/g-C3N4 nanosheeet photocatalysis antibacterial property Escherichia coli kinetic
1 长春理工大学 材料科学与工程学院, 长春 130022
2 长春理工大学 生命科学技术学院, 长春 130022
采用Na2O-B2O3- SiO2系统玻璃制备了多孔玻璃, 多孔玻璃的气孔率为30%左右,比表面积82-92m2/g,孔径3.4-4.6nm,采用离子导入法制备了多孔抗菌玻璃,研究了在多孔抗菌玻璃的制备过程中,多孔玻璃的孔隙率、溶液的温度、反应时间、溶液的pH值、Ag+的浓度对吸附的影响。制得了Ag+含量在30mg/g以上的多孔抗菌玻璃。经检测所制备的多孔抗菌玻璃对大肠杆菌菌种具有良好的抗菌性能。
多孔玻璃 抗菌性能 银离子 吸附 porous glass antibacterial properties adsorption Ag+
