【論文薦讀】東北大學張二林教授研究團隊:Ti-3Cu抗菌鈦合金用作食品觸材的可行性研究

若餐具（特別是與食品直接接觸的餐具）攜帶細菌則容易引發疾病，因此研發具有抑菌功能的食品觸材對於保障人類身體健康具有不容忽視的作用。目前已經上市的抗菌不鏽鋼主要有塗層抗菌不鏽鋼和抗菌熱處理不鏽鋼。其中，塗層抗菌不鏽鋼使用的特氟龍抗菌塗層不僅厚度薄，耐磨損性、耐腐蝕性和抗菌持久性差，而且對人體有損害作用。雖然通過抗菌熱處理可以使不鏽鋼餐具具有抗菌性能，克服塗層抗菌不鏽鋼餐具的缺點，但不鏽鋼本身導熱慢、密度大、易溶出對人體有害的Ni和Cr離子等缺點，制約了其在餐飲行業中的應用。

與鋼鐵和不鏽鋼等傳統材料相比，鈦及鈦合金具有密度小、比強度高、彈性模量低、耐腐蝕性及生物相容性優良等特點，並且通過抗菌熱處理可以使鈦合金對金葡萄球菌和大腸桿菌等具有高效、長久的抗菌性。

為此，通過熱處理模擬抗菌Ti-3Cu合金產品的加工過程，採用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、電子萬能力學試驗機以及平板計數法分析了Ti-3Cu合金的微觀組織、力學性能、金屬離子溶出以及抗菌性能的變化，探究了抗菌鈦合金作為食品級金屬材料應用的可能性。結果表明，熱加工後固溶（空冷）退火態與固溶（水冷）退火態的Ti-3Cu合金都具有優異的抗菌性能，抗菌率達99%以上；抗菌Ti-3Cu合金具有良好的力學性能，滿足食品觸材的加工性能要求；Ti-3Cu合金在100 ℃的4%乙酸溶液中浸泡4 h後，As、Cd、Pb、Ni、Cr、Cu元素遷移量檢測結果遠遠低於國家標準，符合食品觸材的要求。