去年年底 COVID-19新型冠狀病毒在武漢爆發，在各級政府的領導及全國人民努力配合之下，目前疫情正逐漸得到有效地控制，各地的復產復工也已經有序展開。疫情期間，人們對於冠狀病毒及抗病毒解決方案的關注日益增加，科研工作者也在夜以繼日的開發各種疫苗來應對未來的病毒流行。除此之外，一種新型抗菌功能的塗料正在引起人們的關注，未來有可能成為人類預防下一次大規模公共衛生危機的答案 。
該材料的製造商Act.Global成立於2013年，其擁有一種專利技術的抗菌塗層，這種透明、無味的塗層可以分解了微生物，包括細菌、病毒、黴菌孢子和揮發性有機化合物。退休的美國空軍准將、前白宮醫生Richard Tubb現在是Act.Global的非正式顧問。
“我們在2002年經歷了SARS，2012年經歷了MERS，現在差不多10年後又經歷了COVID-19冠狀病毒，”TUBB說，“這些東西來來去去，但它們永遠不會完全消失，我們需要做的是採取遏制措施，讓我們能夠將注意力轉向發現、治療和預防，同時恢復人們的信心，使他們能夠參與經濟活動。”
目前這種材料已經應用在了許多國家的酒店設施中，但酒店並不是唯一的一種可以施工這種抗菌塗層解決方案的環境，在COVID-19冠狀病毒疫情之後，預計來自機場和餐館以及航空公司、鐵路和遊輪的需求將會激增。
關 鍵 成 分
這種塗料的關鍵成分是二氧化鈦，它有廣泛的應用，如油漆顏料，防曬霜，食品添加劑，牙膏等產品中。該公司稱，一旦暴露在陽光或人造光下，光催化反應就會激活塗層，產生連續的表面和空氣淨化循環。該塗料已經通過了許多科學測試，包括符合歐洲標準測試。這些測試是在權威的實驗室進行的，其中包括德國布里爾博士和斯坦曼博士衛生與微生物學研究所、丹麥ISI食品保護研究所和臺灣長庚大學。
分 解 微 生 物
目前Act CleanCoat™已經通過了對18種不同生物進行的24項歐洲標準測試，並能有效地對抗微生物，結果顯示能夠有效地分解微生物，例如：
1、病毒：
1）呼吸道：冠狀病毒、腺病毒(Mast-)、流感病毒、副粘病毒科、腸病毒、鼻病毒、皰疹病毒科、風疹病毒
2）血液：腸病毒、丙型肝炎病毒(HCV)、絲狀病毒科、肝炎三角洲病毒(HDV)黃病毒、人體免疫缺陷病毒(HIV)、皰疹病毒科、人T細胞白血病病毒、甲型肝炎病毒(HAV)、乙型肝炎病毒(HBV)、細小病毒B 19
3）神經組織，耳鼻喉科，眼睛：腺病毒(Mast-) 、人體免疫缺陷病毒(HIV)、 腸病毒、多瘤病毒、皰疹病毒科、狂犬病病毒、麻疹病毒、風疹病毒
4）胃腸：冠狀病毒、腺病毒(Mast-)、腸病毒、甲型肝炎病毒(HAV)、戊型肝炎病毒、星型病毒、輪形病毒
5）皮膚、乳房和/或母乳：腸病毒、人體細胞白血病病毒、皰疹病毒、乳頭瘤病毒、人體免疫缺陷病毒(HIV)、波氏菌科
6）脾臟和淋巴結：人體細胞白血病病毒、人體免疫缺陷病毒(HIV)
7）牙科：腺病毒(Mast-)、丙型肝炎病毒(HCV)、腸病毒、肝炎三角洲病毒(HDV)、皰疹病毒科、人體免疫缺陷病毒(HIV)、乙型肝炎病毒(HBV)
8）泌尿生殖：乙型肝炎病毒(HBV)、人體細胞白血病病毒、皰疹病毒科、乳頭瘤病毒、人體免疫缺陷病毒(HIV)、多瘤病毒
2、細菌：金黃色葡萄球菌、耐甲氧西林金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、大腸桿菌、沙門氏菌、L.單細胞生長、鳥分枝桿菌、單核細胞增生李斯特菌、產氣莢膜梭菌、金黃色葡萄球菌。
淨 化 空 氣
在通風不良、購買了新傢俱和地毯或擁有許多電子產品的房間裡，你經常會感到典型的昏昏欲睡，這通常是由揮發性有機化合物(VOCs)超標引起的，如甲醛，苯，丙酮以及NOx。Act CleanCoat™塗層可以減少空氣中的上述汙染物，為客戶提供了更好的服務。
控 制 黴 菌
在自然界中，黴菌是腐朽有機物分解的必要條件。然而，在黴菌對於建築物提出了重大挑戰。除了令人不快的氣味和可能很昂貴的建築物翻修之外，在一個充滿黴菌的環境中生活和工作還會帶來嚴重的健康風險。黴菌孢子基本上到處都是，但使用Act CleanCoat™，它們甚至會在塗層表面分解，抑制孢子萌發或菌絲體生長。
Act CleanCoat™已經通過了幾個符合歐洲標準的黴菌和酵母菌測試：EN 13624巴西曲黴(黑黴菌)，白色念珠菌(酵母)；EN 13697巴西曲黴(黑黴菌)，白色念珠菌(酵母)；EN 14562巴西曲黴(黑黴菌)，白色念珠菌(酵母)。
機 理 分 析
利用二氧化鈦等光催化劑可以加速有機物的自然分解。當暴露在光源下(能量超過TiO₂帶隙)時，就會產生能量豐富的電子空穴對，當應用於任何材料時，這種載流子與周圍的氧和水相互作用，產生高活性的羥基自由基和超氧化物。這些自由基可以直接攻擊周圍的微生物物質，也可以沿著不同的途徑重新結合，形成過氧化氫。
羥基自由基、超氧自由基和雙氧水是活性氧(ROS)，它們通過非選擇性氧化有機材料，最終導致™的生物殺滅活性。催化劑在反應過程中並不會被消耗，從而保證了塗層使用壽命的連續性。在Act CleanCoat™中的二氧化鈦顆粒是專門為Act CleanCoat™設計的，因此使這種塗層可以在任何環境中起作用。
光催化使得TiO₂表面產生自由基，這種反應在光、水和氧的存在條件下可以發生。通過光源的能力使反應激活，而二氧化鈦在這個反應中起催化劑的作用。當TiO₂暴露在光源下時，就會產生電子空穴對，通過在其表面形成自由基，來促進氧化還原反應。
非金屬摻雜誘導局域態
通過從環境中的潮氣和氧來產生自由基，從而使得光誘導氧化過程能夠把有機汙染物進行分解。自由基引起氧化應激反應，它們攻擊所有主要類型的生物分子，主要是細胞膜上的聚不飽和脂肪酸，也稱為脂類。Act CleanCoat™中的自由基是通過氧化和攻擊細菌細胞膜而產生的。脂質的氧化降解，通常被稱為脂類過氧化，是非常具有破壞性的，因為它是一個自連續的鏈式反應。在細胞壁被破壞後，自由基會繼續氧化細胞核。由於自由基的高氧化速率常數，細胞的氧化會產生水、二氧化碳和礦物質。水和二氧化碳都蒸發了--只有來自細胞的礦物質殘留在表面。
基於納米TiO2塗層的殺菌作用主要在於它的量子尺寸效應，雖然鈦白粉(普通 TiO2)也有光催化作用，也能夠產生電子、空穴對，但其到達材料表面的時間在微秒級以上，極易發生複合，很難發揮抗菌效果，而達到納米級分散程度的TiO2，受光激發的電子、空穴從體內遷移到表面。只需納秒、皮秒、甚至飛秒的時間，光生電子與空穴的複合則在納秒量級，能很快遷移到表面，攻擊細菌有機體，起到相應的抗菌作用,同時還具有安全性和永久性。
因此國內想開發抗菌塗料的企業可以從納米二氧化鈦複合銀離子添加劑入手，配合自己獨有的塗料體系，相信不遠的將來，國內企業和科研機構也能開發出和國外同等質量和應用效果的抗菌塗層體系，為避免人類下一次大規模的公眾衛生事件貢獻自己的力量！
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