抗菌不锈钢：人类健康的好伙伴

Shining辑

一直以来，人们对公共卫生安全问题高度重视，但传统消毒和杀菌方法存在诸多缺点，如应用领域窄、条件限制多、抗菌性能差、缺乏持久性等。 这一现实让抗菌材料成为人们关注的热点，无毒、具广谱抗菌性、抗菌时效长的抗菌不锈钢应运而生，成为捍卫人类健康的好伙伴。

抗菌溯源

抗菌不锈钢的研发始于20世纪90年代，日本起步较早，已获多项专利。中、韩、美及加拿大等国也在积极开发这种材料。在古希腊，人们普遍使用银器、铜器作为餐具或装饰品。据记载，1千克水中只要含有十亿分之几克的银，就能杀死大量细菌。

现代科学证明，金属离子都具有强弱不同的抗菌效果，抗菌性大小排序为：汞>银>镉>铜>锌>铁>镍等。但仅具有抗菌性仍不够，还需考虑其安全性，而金属离子的安全性排序为：银>钴>镍>铝>锌>铜=铁>锰>锡>钡>镁>钙。

综合安全性和抗菌性，不锈钢所使用的材料以银为最佳，其次是铜和锌。但考虑到成本及经济效益，铜更具有优势，因此目前研究最多的是含铜不锈钢。

抗菌机理

抗菌不锈钢的抗菌机理是什么？不锈钢具有抗菌性能必须具备两个条件：一是必须添加一定量的抗菌金属元素，二是必须进行特殊的热处理，使材料获得抗菌性。

对比普通不锈钢与含铜抗菌不锈钢可以发现：虽然普通不锈钢中残留有一些铜，但铜元素以原子的形式固溶在基体中，较难穿透不锈钢表面的钝化膜而溶解进入环境中，因此无法表现出抗菌、杀菌的作用。

抗菌不锈钢则不同，在添加一定量的铜并进行抗菌热处理后，在基体中虽有部分铜以固溶原子的形式存在，但更多的是以抗菌相ε-Cu相的形式存在，且从表面到内部分布较均匀。

下图左边为普通不锈钢的抗菌机理，固溶的铜原子难以穿透钝化膜。右边为含铜抗菌不锈钢的抗菌机理，由于抗菌相的析出，造成不锈钢表面钝化膜的不连续，因此使得铜离子很容易穿透钝化膜。溶出的离子与细菌接触后表现出优良的抗菌性。

性能表现

1.抗菌性能

抗菌不锈钢具有广谱抗菌性，能有效抑制多种常见的细菌和某些真菌的生长增殖，如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、酿酒酵母菌等。其中，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等的杀灭率均达到99%。

2.人体安全性

按照国家标准对抗菌不锈钢的人体安全性进行检测，结果表明在毒性、刺激、溶血等方面，抗菌不锈钢都符合国家技术标准。

3.力学性能

研究表明，含铜抗菌不锈钢与普通不锈钢相比，二者的力学性能相差不大，抗菌不锈钢的加工硬化指数小于普通不锈钢，易于冷加工成型。

应用广泛

目前，抗菌不锈钢产品以厨具、餐车、餐具为主。但在未来，它的应用前景十分广阔：用于生产医疗器械，能使器械在常规条件下处于基本无菌状态；用来生产食品加工、贮存和运输设备，可减少“病从口入”的概率；用在公共场所的设施和器具上，如扶手、宾馆卫浴设施、公用餐具等，能大幅降低感染传染病菌的几率。

如我国首创的SP-F无铅抗菌直饮管，采用国家火炬计划项目产品TKJA-1含铜抗菌不锈钢这一全球最优质的管道制造材料，能长效灭菌并抑制细菌滋生，大幅提高饮用水水质。

目前，中科院金属所已与多家企业合作生产抗菌不锈钢产品，包括水槽、空调托盘、洗衣机滚筒、手术器械等。随着抗菌不锈钢产品的逐步上市，更多民众将享受到这一创新科技成果。