新型含铜抗菌不锈钢，有望得到更广泛应用
近年来，随着食品、医疗及普通家庭对卫生防菌意识重视程度的提高，对各类用品开发期抗菌功能需求的日趋强烈，很多抗菌材料便被开发出来。在一系列抗菌金属材料中，比较有代表性的当数中国科学院金属研究所杨柯团队开发的新型抗菌不锈钢。
何为抗菌不锈钢呢？抗菌不锈钢是指能够使在其上附着的细菌不繁殖、被杀死或把细菌抑制在低水准状态的不锈钢材料。它具有普通不锈钢高强、耐蚀和美观的特性，又具有普通不锈钢所不具有的抗菌特性，可应用于各种细菌传播和易交叉感染的地方。
不锈钢与自来水接触后的细菌计数
此外，抗菌不锈钢还是一类结构/功能一体化新材料，研究开发始于上世纪90年代末 。它既可以像普通不锈钢作为结构材料使用，并具有装饰和美化功能，同时赋予了强大的抗菌功能。抗菌不锈钢的抗菌主要利用其中的富铜相。利用铜（Cu）离子杀菌的历史十分悠久，自1761年Schulthees采用硫酸铜防治小麦腥黑病起至今已有二百多年的历史。1885年法国人Milharde成功研发著名的具有杀菌功能的含Cu离子波尔多液，化解了法国波尔多庄园葡萄连年遭受病虫害的危机。随后相继出现了很多品种的含Cu离子杀菌剂，开创了Cu离子杀菌应用的时代。中科院金属所从2003年起，相继开发出奥氏体（304-Cu、316L-Cu、317L-Cu、201-Cu）、铁素体（430-Cu）、马氏体（420-Cu）等三种类型抗菌不锈钢，申报了5项国家发明专利，并进行了吨级工业化试生产。
值得一提的是，铜元素不仅对杀菌功能强大，而且补充微量铜对心脏也是有益的。美国科学家表示，绝对不可忽视铜元素的缺乏。如果人体缺乏铜元素，可能会引起胆固醇升高、血管内血液凝结，并引发心脏病。由此可见，铜元素具有保护心脏的功能。心脏病人每天适量补充铜元素，病情可以得到缓解。这是因为铜元素在人体内参与多种金属酶的合成。其中之一的氧化酶是构成心脏血管的基质胶原和弹性硬蛋白在形成过程中必不可少的物质，而胶原又是将心血管的肌细胞牢固地连接起来的纤维成分，弹性蛋白则具有促使心脏和血管壁保持弹性之功能。于是，铜元素一旦不足，此类酶的合成量减少,心血管就无法维持正常的形态与功能，从而给冠心病的入侵以可乘之机。换句话说,要想拒冠心病于体外,合理补铜势在必行。
左：对照不锈钢
中：铁素体抗菌钢
右：奥氏体抗菌钢
一般而言，含铜最多的食物包括海鲜、动物肝脏、粗粮、坚果、大豆、小扁豆以及巧克力。其他含铜的食物还包括马铃薯、豌豆、红色肉类、蘑菇以及番木瓜、苹果等，而茶叶、米饭和鸡肉中含铜较少。另外，天然水中也含铜，但需要注意的是，目前人们爱喝的纯净水，将天然水中的铜过滤掉了。杨柯带领研究团队生产的抗菌不锈钢水杯可以持续不断地向水中释放微量元素。一定程度上补足了人们体内容易缺少的铜元素，受到了人们的广泛青睐。
抗菌不锈钢水杯
抗菌不锈钢的出现，进一步拓宽了抗菌材料的应用领域，且极具市场买点，不仅获得多项荣誉，还深受媒体关注。2014年2月，央视对抗菌不锈钢材料进行报道；2015年4月，《科技日报》刊登《抗菌不锈钢工业化试产成功》；2016年12月申报“抗菌不锈钢水管、水箱应用”的项目，获得北京市科委、发改委、经信委、财政局等多部门认可的“北京市新技术新产品（服务）”认证，即将在自来水最后一公里保障规模运营应用。
抗菌不锈钢水槽
作为抗菌不锈钢材料的产业化应用及推广企业，北京中科普金特种材料技术发展有限公司（简称“中科普金”），不断研究与开发适应国内外市场需要的新型材料及制品，服务于社会。该企业的产品生产服务范围覆盖了医疗器械、食品器械、家用电器、洁具卫具、石化、电子、汽车等多种行业，其主要产品均具有国内领先水平和国外同类产品的先进水平，具有很强的市场竞争力。
未来，在中科院金属研究所与中科普金的共同努力下，抗菌不锈钢有望得到更广泛的应用。比如制造各种制药机械和容器，以保证药品制作中的清洁环境；制造各种食品加工、贮存和运输设备，保证其无菌，防止“病从口入”；制造净水处理等清洁度要求高的设备；制造各种公共场所用品，如商场及公共汽车上的扶手、公共食堂的炊具餐具、旅店宾馆中的电梯及卫生洗浴设施等，防止病菌的扩散传播，让我们一同期待抗菌不锈钢为人类生活提供更多的便利。
杨柯：中科院金属研究所专用材料与器件研究部主任，研究所学术委员会和学位委员会委员。1982年毕业于大连理工大学材料学院金属材料专业，1985年和1989年在中国科学院金属研究所分别获得工学硕士和工学博士学位，1991-1993年获英国皇家学会奖学金在英国牛津大学材料系工作。1993年在中国科学院金属研究所破格晋升为研究员，1996年被评为博士生导师，已培养博士研究生毕业30余名。
往期推荐