Ag-Cu雙元離子注入不銹鋼的抗菌性能研究.pdf

1、本文首次提出以離子注入法制備含Ag/Cu雙元抗菌金屬的不銹鋼。采用金屬蒸汽真空弧離子源(MEVVA)離子注入機(jī),向AISI420不銹鋼中注入Ag/Cu金屬離子,研究了注入劑量、熱處理工藝對(duì)革蘭氏陰性大腸桿菌(Escherichia coli,E.coli)、革蘭氏陽性金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)和黑曲霉菌(Aspergillusniger,A.niger)殺菌率之間的關(guān)系,采用X射線光電

2、子能譜(XPS)分析了注入層的微觀結(jié)構(gòu)及抗菌金屬離子的深度分布,用電化學(xué)極化曲線研究了抗菌不銹鋼的耐蝕性能。平板菌落計(jì)數(shù)法表明,在Ag、Cu的總注入劑量為2×1017ions/cm2時(shí),所得抗菌不銹鋼對(duì)E.coli和S.aureus均具有良好的抗菌能力(抗菌率＞95％),而對(duì)A.niger的抗菌效果很差。抗菌不銹鋼經(jīng)退火處理后,對(duì)E.coli和S.aureus依然具有良好的抗菌能力(抗菌率≥95％),對(duì)A,niger的抗菌率則隨著Cu注

3、入劑量的增加而增長,當(dāng)Cu的注入劑量大于1.5×10<'17>ions/cm2時(shí),對(duì)A.niger的抗菌率達(dá)98％以上。XPS精細(xì)譜表明,Ag和Cu在抗菌不銹鋼中以金屬原子的形式存在,深度分析結(jié)果表明,注入層中Ag、Cu原子濃度最大值都出現(xiàn)在表層以下46.5nm處。電化學(xué)極化曲線表明,離子注入法制備的抗菌不銹鋼,其耐蝕能力較未注入的不銹鋼試樣略有提升。
　　 通過觀察細(xì)菌形態(tài)變化,監(jiān)測(cè)抗菌金屬的溶出濃度研究了離子注入法制備的抗菌

4、不銹鋼殺菌機(jī)理,并研究了抗菌能力的持久性。Ag注入劑量為2.0×<'17>ions/cm2時(shí),抗菌不銹鋼表面溶液經(jīng)過35.5℃、24h培養(yǎng)后,用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-AES)檢測(cè)到溶液中銀離子濃度為130ppb。同樣條件下,向抗菌不銹鋼表面的菌液中加入乙二胺四乙酸(EDTA)至3×10<'-4>mol/L,對(duì).E.coli的抗菌率由96％降至58％。在倒置熒光顯微鏡下觀察到E.coli的細(xì)胞壁在Ag離子作用下,3h小時(shí)后開