在我们生活的这个世界上，细菌无处不在。不过，大多数细菌都是可以与我们和平共处的。但是也有一小部分致病细菌，比如大肠杆菌、葡萄球菌、链球菌、绿脓杆菌、沙门氏菌和肉毒杆菌等等，严重威胁着人类的健康。
19世纪中叶，医院中分娩的死亡率竟然会大于家中分娩的死亡率，这就是致病细菌感染导致的悲惨记忆。即使是科技发达的现代，超市销售的食品被大肠杆菌污染进而造成消费者感染死亡的新闻也会时不时地爆出。伴随着20世纪40年代青霉素被用于细菌感染治疗，抗生素为人类战胜细菌带来了曙光，人类寿命的显著延长，抗生素功不可没。那么致病细菌会不会善罢甘休，放弃对人类的侵害呢？
超级细菌来袭
近年来印度、日本等国家出现的多种抗生素都无法杀死的“超级细菌”导致的感染死亡病例在提醒我们，细菌并没有缴械投降！之所以会出现“超级细菌”，与临床上广泛滥用抗生素息息相关。所谓道高一尺魔高一丈，致病细菌在与抗生素的战斗中发生了进化和变异，产生了耐药性。
并且伴随着水体和土壤的抗生素污染，以及食物链的传递，使现有抗生素对“超级细菌”都失效的现状下，我们有可能再次回到没有抗生素保护的“史前时代”！值得庆幸的是“东边日出西边雨”，纳米材料的出现为人类与细菌的新较量带来了希望。
什么是纳米材料？
纳米是一种长度计量单位，1纳米是10亿分之一米，1根头发的直径约为6万纳米。在3维空间里至少有1个维度处在1~纳米范围内的材料，或者由这一类材料作为基本单元组装而成的材料称之为纳米材料。科学家们正在用各种先进的新技术制造纳米材料，并且发现了它的许多奇特性质和应用价值。
纳米抗菌材料
纳米材料由于尺寸特别小，产生了许多传统材料并不具备的物理和化学特性，这些特性赋予了纳米材料抗菌的功能。又由于纳米抗菌材料可以同时作用于多个细胞靶点，细菌还不能在短时间内产生显著的突变，从而降低了细菌获得耐药性的机会，这就体现出了纳米抗菌材料的优越性。
那么纳米抗菌材料是怎样工作的呢？科学家根据现有的研究结果，归纳出了以下一些机理。
纳米抗菌材料有许多锋利的棱角和边缘，就像一把“纳米刀”，一旦细菌与之接触，就会被刺破细胞膜，造成内部物质流出，进而被杀死。蝉翼表面就存在纳米棒状阵列结构，这些纳米棒就像排列整齐的钢针一样，对附着在上边的细菌有很好的杀灭效果。
纳米抗菌材料与细菌接触后会诱导其细胞产生氧化应激反应，从而使细菌的细胞结构和脂质、蛋白质和DNA等成分被氧化破坏。有些情况下纳米抗菌材料也会使细菌细胞内部产生超氧阴离子自由基、羟基自由基、过氧化氢和单线态分子氧等活性氧物种（ROS），这些物质的过度累积造成了细菌细胞的凋亡。
新型纳米复合材料平均粒径为1.8纳米，粒径越小喷涂面积就越大，作用效果越好，材料在载体表面形成高机能性功能膜，激活形成高活性的氢氧自由基，可长效抑制病毒、细菌、霉菌的生长。利用与细胞膜蛋白的结合，达到抑制病毒及细菌繁殖的作用，因为平均粒径小于病毒细菌，能加大作用面积达到更佳的抑制效果。
纳米尺寸的金属颗粒由于表面原子大量暴露，增加了这些原子的活泼性，因此可以使表面原子失去电子的过程变得更容易，从而缓慢地释放出金属离子，这些金属离子可以穿过细菌的细胞膜破坏细胞内的物质，从而引起细菌的死亡。
而金属银（Ag）和铜（Cu）本身就是很好的抗菌材料，这也是古往今来银质餐具和铜质把手受到欢迎的原因，既可以彰显豪华气派，又可以杀菌消毒，何乐而不为呢。得益于这一先天优势，纳米尺寸的Ag和Cu颗粒此时在抗菌方面更可以大显身手了！我们日常生活中能接触到的纳米银抗菌喷剂以及纳米抗菌洗衣机正是利用的这个原理。
纳米中TTA主要成分为纳米银和锐钛型纳米二氧化钛，两者材料复合在同一粒子上，同时兼具它们的杀菌特点，在无光条件下或者紫外线光线及可见光条件下，均可产生催化及降解功能，有效对抗病毒、细菌。
伴随着医疗水平的提高，各类介入性医疗器械，诸如人工关节、冠状动脉支架、导尿管、气管插管等等得到越来越广泛地应用，这类医疗器械造成的细菌感染是影响治疗效果和病人康复的巨大隐患。此时，纳米材料可以大显身手。一方面利用仿生学原理将医疗器械表面进行纳米结构图案化处理，比如仿照鲨鱼、海星、鲸的皮肤构造制造纳米尺寸的凸起、凹坑、柱体、沟槽，以防止细菌在其表面粘附，实现对细菌的被动防御。另一方面可以在医疗器械表面包覆具有杀菌功能的纳米材料，实现对细菌的主动杀灭。这两方面的策略综合运用，可以有效提高介入性医疗器械在抗感染方面的安全性。
纳米抗菌材料有着光明的应用前景，但是通向应用的道路还很漫长，精准控制纳米抗菌材料的靶向性，为不同的细菌量身定做相应的纳米抗菌材料，是实现选择性和高效性杀菌必须要考虑的问题。
相信伴随着科学家对纳米材料的深入研究，人类会发现越来越多的新型纳米抗菌材料，对纳米抗菌材料的特性产生更全面的认识，并且实现对纳米抗菌材料结构和特性的精准调控。未来的纳米抗菌材料会在创伤愈合、组织/器官移植、食品保鲜等多个领域发挥重要作用。
新型纳米复合材料可应用于各行各业，包括塑料制品、纺织品、木材、皮革、金属、陶瓷等材质中。创造高性能的抗病毒纺织产品，材质包括棉麻、化纤、混纺、熔喷无纺布等。可应用的产品包括：抗病毒口罩、医护服饰、窗帘隔帘、四件套、毛巾、儿童服饰、运动服饰、内衣裤、鞋袜等。
应用于环境中：如机场、车站、酒店、商场、高密度人群区域的餐厅、食堂、公共卫生间等。创建了TTA长效纳米抗病毒涂层技术，用于物体表面和空气长效抗病毒抗菌，打造全方位抗病毒系统。
京中纳米始终坚持初心，一直秉承“以人为本，科技创新”的经营理念，在竞争激烈的市场中更好的为客户提升行业竞争力，为社会创造更多的价值！始终从客户需求出发，坚持用精益求精的态度研发新技术，竭诚为客户提供高效服务，敬业精业。致力于使生活更健康，生态更美好！
（本文内容摘自《科普中国》部分内容有删改）
