利用PVD技術成功開發ABACO®持久抗菌薄膜

2020-11-22 慧聰網

    慧聰表面處理網訊：一、技術背景

    隨著社會的發展，在人們對環境衛生要求日益提高的今天，具有抑制或殺滅微生物功能的新型材料，在醫療、家庭用品、家用電器、食品包裝等領域具有極其廣闊的應用前景。

    北京丹普表面技術有限公司利用PVD技術，開發出一種具有抑菌和殺菌的薄膜，我們稱之為ABACO®（AntibacterialCoatings），ABACO®不僅可以做到殺菌，還具有低過敏性特徵，在日常使用中和人體接觸完全沒有影響，而且，ABACO®還具有其他的功能，如：裝飾性和耐磨性功能等。

    PVD是PhysicalVaporDeposition，即物理氣相沉積技術的簡稱，指利用物理過程實現物質（材料）的轉移，將物質的原子或分子由源（靶材）轉移到基材（被鍍產品）表面上的過程。PVD技術作為一項環保型生產技術，在過去的20年間發展及其迅猛，已經應用於生產製造的各個領域，例如：手機、鐘錶、衛浴等行業的裝飾薄膜，刀具、模具等行業的硬質薄膜，光學、電子行業的光電薄膜，航天、航空行業的功能薄膜等。

    二、ABACO®抗菌膜的原理

    抗菌離子在複雜的多層膜結構中形成納米糰，納米糰能夠不斷釋放抗菌離子，抗菌離子通過阻斷細菌的營養和阻斷細胞分裂，破壞細菌細胞膜，從而達到抑制細菌，甚至殺滅細菌，從而保證產品完美持久和衛生的表面。

圖1：ABACO®掃描電鏡圖像

    三、ABACO®抗菌膜的測試

    為了測試ABACO®抗菌薄膜的效果，我們在歐洲的兩家研究機構進行了抗菌效果認證，分別為：

    1.西班牙：AINASOCIACIONDELAINDUSTRIANAVARRA-PAMPLONA

    2.義大利：DEPARTMENTOFMOLECULARANDTRANSLATIONALMEDICINEOFBRESCIAUNIVESITY

    上述兩家機構按照JISZ2801（日本標準）和ISO22196（國際標準）標準定義的檢驗流程，對ABACO®抗菌薄膜進行了測試。從概念上看，上述兩個標準指引中所規定的檢測方法非常簡單，就是對未經處理的樣品（參考品）和經過處理的樣品在特定時間（24小時）之後進行比較。

    這項測試的目的就是評估一個數值，我們稱之為R，它不僅可以評估抗菌效果，而且可以對抗菌效果進行分級。參數R定義為24小時後未處理樣品上細菌細胞平均值：B和24小時後經過處理樣品上細菌細胞的平均值:A的比值對數，公式為：

    如果R值高於2，薄膜被認為是抗菌的。

    如果R值在0-2之間，薄膜被認為是抑菌的。

    最終的檢測結果也表明ABACO膜層具有令人不可思議的抗菌特性：

圖2：布雷西亞大學提供的證明

    四、ABACO®抗菌膜的市場應用

    目前，已經有兩種ABACO®的薄膜產品，在我們義大利的塗層中心進行批量生產，一種為ABACO®-SS，一種為ABACO®-Gold，這兩種抗菌薄膜的抗菌測試結果如下：

細菌種類R值-ABACO®-SSR值-ABACO®-Gold
金黃色葡萄球菌3.453.725
大腸桿菌5.084.409

    細菌種類R值-ABACO®-SSR值-ABACO®-Gold

    金黃色葡萄球菌3.453.725

    大腸桿菌5.084.409

    從測試結果可以看出，這兩種抗菌薄膜的R值均高於2，達到了抗菌級別。

    我們還開發了其他的薄膜產品，如：ABACO®-Gun，ABACO®-CopperBronze，ABACO®-SkyChrome，ABACO®-Grey等，所有這些抗菌膜都被布雷西亞大學認證為具有抗菌性能。同時，我們也正在嘗試開發更多的裝飾性薄膜應用、耐磨性薄膜應用和一些特殊功能性的應用。

    五、ABACO®抗菌薄膜的永久抗菌

    ABACO®抗菌薄膜具有很好的抑菌和抗菌效果，那麼它的抑菌和抗菌效果持久性如何，能否做到永久殺菌呢？

    我們通過GDOES（輝光放電發射光譜）分析，對比ABACO®抗菌薄膜樣品在使用前和使用後，抗菌元素在在薄膜中的濃度，從測試結果可以看出，抗菌元素在薄膜內的濃度，在使用一段時間後依然保持，所以能夠一直保持永久的抑菌和抗菌效果。

圖5：抗菌膜樣品在使用前（左邊）和使用後（右邊），在整個厚度上，抗菌元素濃度的對比。

    六、ABACO®與抗菌塗料的對比

    目前抗菌材料技術絕大多數採用摻雜抗菌元素的塗料（漆），對比抗菌塗料，ABACO®抗菌薄膜技術還具有一些其他優異的特性，對比如下：

    1.抗菌塗料必須具有足夠的厚度才能起到好的抗菌效果，一般超過50微米，而ABACO®抗菌薄膜的厚度只需2微米就可以實現「永久」抗菌；

    2.抗菌塗料硬度低，很容易劃傷，劃傷後，不僅失去了抗菌的效果，還會造成細菌的聚集，而ABACO®抗菌薄膜的硬度高，韌性好，防劃傷和更加耐磨。

抗菌膜

    3.通過ABACO®抗菌薄膜具有很好的金屬外觀色澤，美觀靚麗。

    七、ABACO®的市場前景

    我們認為ABACO®抗菌膜應用廣泛，市場前景廣闊，主要應用領域包括但不僅限於以下領域：

    1.餐具和食品工業

    2.醫療儀器和器械

    3.門把手

    4.衛浴配件

    5.時尚配飾和珠寶

責任編輯：葉丹

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