范镇毅 高明 逯鹏 郑文阳 麻彪龙

摘要：随着人们生活水平的提高，人们对生活质量的需求也在上升。特别是近年来，房屋建筑和装修中的工程材料问题引起了居民的广泛关注。无机非金属材料由于其良好的抗菌性能而受到行业和消费者的青睐。基本原理是活性氧杀菌和离子緩释杀菌的抗菌功能，因此具有更好的环保功能。在建筑，装饰和家用电器等生活和生产领域，它具有广阔的发展前景。

关键词：无机非金属材料;性能;环保

一、具有抗菌环保性能的无机非金属建筑材料种类

抗菌是抑制细菌的生长和发展，杀菌是消除细菌或达到无菌状态，环保是防止细菌污染。抗菌材料是具有抗菌或杀菌功能且对环境友好的材料。一般分为两类：第一类是无机类，具有耐高温，效果好，时间长，性能稳定等优点，具有广阔的市场前景。第二个有机类别，该类别的功效稍差，并且对环境污染和对健康的损害，因此潜力相对较小。

（一）金属氧化物抗菌材料

在中国古代社会史书中，古人使用海扇和牡蛎等材料制成消毒剂。在现代社会中，日本在这一领域处于领先地位。 在1994年申请了氧化银（Ag2O），氧化铜（CuO），氧化锌（ZnO）和其他金属氧化物抗菌剂的发明专利，而矢作多贵江在癌变和变异物质 苯并芘（Benzopyrene）中加入微量氧化镁（MgO）之后，该物质的变异菌数降低了一半，并且氧化物的抗突变和抗癌功能具有广阔的市场潜力。

（二）半导体光催化抗菌材料

早在1970年代，两位日本学者就对TiO2电极上的光电解水现象进行了实验。本发明引起了学术专家，学者和科学家的极大关注。由于对纳米半导体材料的生产，结构，功能和光催化理论的深入研究表明，TiO具有强大的抗菌和环保功能，因此市场前景非常广阔，并且在利用太阳能净化环境方面起着重要作用。 21世纪的能源引发新的技术变革。功能先进的半导体材料主要包括：WO3，TiO2，ZrO2，V2O3，ZnO，CdS，SeO2，GaP，SiC。但是，其他化学物质是有毒金属或稀有金属，或使用寿命相对较短或易于发生化学反应。因此，最常用的材料是：TiO2和ZnO。

（三）无机抗菌制品

在传统的建材地板砖，瓷砖，涂料，塑料等中添加无机抗菌材料，可以产生大量的抗菌产品，效果实现方式：在建筑材料表面涂上相应的抗菌产品即可达到抗菌作用环保功能。日本TOTO公司是第一个开发抗菌和环保建筑材料的公司，该公司通常使用光催化来达到抗菌和环境保护的作用。在中国，金宗哲，梁锦生等专家与山东陶瓷集团合作，成功利用稀土活化技术开发了抗菌卫生陶瓷，该技术于1999年由山东省专家组投入生产。

（四）稀土无机抗菌材料

稀土元素具有其自身独特的外部电子结构，并已应用于医疗抗菌和消炎药领域。该领域的研究人员已使用这种材料来开发建筑材料和日用品。美国Saad等专家利用稀土元素研制出碱硅酸盐涂层材料，含有氧化铈12%到30%左右，具有很好的自洁功能。日本NIPG公司研发的抗菌防霉涂层材料用于生产抗菌环保玻璃粉。但是上述建筑材料目的是加入稀土以便改善产品的质量，并未充分关注稀土元素的抗菌环保功能，实验结果表明，将稀土与纳米TiO2复合以后，然后在TiO2中添加表面能级，这样的话，建筑材料在光照情况下发生化学反应从而产生具有良好的抗菌和净化功能的羟基自由基，具有良好的环保功能。

二、无机非金属材料的抗菌环保原理

建筑的抗菌环保作用，就是指某种建筑材料对自然界里面微生物的生物链产生的消极影响。主要表现在：微生物的寿命变短，食物变少，繁殖能力变弱，对其物种数量影响极大，有可能导致基因变异。无机非金属建筑建筑材料和微生物之间的关系，实际上就是与环境的关系，环保问题。建筑材料抗菌环保机理主要有四个方面：

细胞壁的合成过程受到干扰。肽聚糖是细菌细胞壁的重要组成分子，细胞壁受到无机非金属抗菌材料的干扰作用，主要通过影响四肽交联与多糖链的连结，使得细胞壁处于非完整状态，损害菌体导致细菌死亡。

细胞膜受到损伤。细菌细胞组织活动的重要结构部分是细胞膜，因此如果细胞膜受到破坏、损伤，细菌会因为失去良好的活动场所而死亡。

（3）蛋白质的合成过程受到控制。氨基酸是蛋白质合成过程所必须的物质，并且必须以核糖体为载体配合酶的参与作用才能完成。阻拦、破坏、抑制任何一个环节的化学反应过程或者其中一个化学物质，都会导致蛋白质的合成过程受阻，从而导致细菌死亡。

三、无机非金属建筑材料的环保性能前景

无机非金属建筑材料的环保性能主要表现在一下一个方面：

（1）符合建筑材料工业环境制定的能源评价法，该方法通过计算能源消耗数量的多少以此衡量建筑材料对环境造成的影响，无机非金属材料生产制作过程能源消耗比较低，对环境的污染比较小，所以符合能源评价法。

（2）环境因子影响法（EAF），这种方法是在产品的生产过程对环境造成各种影响带来污染的种种因素都加以考虑。其基本表达式是：EAF=自然资源、能源消耗、废弃物排放、微生物的影响、区域整体影响。无机分金属建筑材料同样符合这一评价体系，无机非金属建筑材料污染物排放量比较少，对微生物的负面影响比较小。

（3）符合生态指数法，符合环境商值法，符合生态因子发，符合生命周期法。具有良好的抗菌环保功能。

四、结语

人们的生产生活离不开建筑工程，所以建筑工程的环保、舒适、美观等因素都应成为施工管理的重要指标。在建筑工程中，无机非金属环保性建筑材料的应用在我国已经成为一种趋势。智能材料、超导材料等新型材料的研究也为无机非金属建筑材料的发展开辟了新的方向。相关的技术研究人员要积极开展对不同类型无机非金属建筑材料的研究，构建更加系统、完善的材料管理系统与研究模型，实现无机非金属建筑材料的环保性、可持续发展。要大力在建筑领域推广环保性无机非金属建筑材料，践行环保建材与绿色建材的要求，对城市生态系统进行彻底改善。在环保性的无机非金属建筑材料发展中，我国相关的技术标准与立法支持还需要提高、完善，进一步优化评价体系，实现我国无机非金属建筑材料的节能、环保发展。

参考文献：

[1]梁金生，王静，金宗哲等.无机非金属材料的抗菌性能[J].山东陶瓷，2003 （4）：16-20.

[2]葛伟青，苑少强，郝斌.无机抗菌材料的应用及其抗菌性能测试和评价[J].陶瓷，2007 （7）：53-55.

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