利用鱼鳞粉末制作氢氧基磷灰石的方法_3

文档序号:9360133阅读:来源:国知局
及价带的间隔增加,使其光吸收能力显著增强,因此,在光照射下,当一个具有一定能量的光子,或具有超过半导体带隙能量的光子,射入氧化锌纳米粒子的半导体电子结构时,半导体结晶中的一个电子会从价带激发到导带,留下一个具有强大氧化能力的带正电孔隙,当空穴与水和空气中的水分子(H2O)相遇时,会通过光化学反应,抢夺水分子中氢氧基的电子,此时,失去电子的氣氧基立刻变成不安定的氣氧自由基(.0H),不安定的氢<氧自由基一旦遇到外来的或附在氧化锌纳米粒子上的有机物时,会通过抢夺对方电子的方式,使自己趋于稳定,这样,这些有机物即被氧化,而变成水和二氧化碳,消散在水和空气中,故氧化锌纳米粒子能作为光催化剂,实现对霉菌、细菌和病毒等有机物的降解,以杀死霉菌、细菌和病毒。据上所述,氧化锌纳米粒子确实能在有光的环境下,具备长效型抗菌、杀菌、不会产生抗药性、无毒性、无刺激过敏性及不受酸碱值影响等诸多优点。
[0034]实施例1
[0035]本发明的一较佳实施例,请参阅图2所示,是利用氧化锌纳米粒子的上述特性,将氧化锌纳米粒子应用至本发明的方法中,本实施例中所使用的鱼鳞粉末呈干燥的粉状,且鱼鳞粉末中胶原蛋白与氢氧基磷灰石(即羟基磷灰石)的重量比为1:2.3-19.0,即胶原蛋白与氢氧基磷灰石在鱼鳞粉末中的重量百分比在30%:70% -5%:95%,该方法包括下列步骤:
[0036]201将鱼鳞粉末与水分别置入一容器中,且对二者的混合液进行搅拌及研磨,如:以高致密性氧化锆珠,对容器底部沉积的鱼鳞粉末进行研磨,其中,鱼鳞粉末与水的重量比为1:1.5-9.0,即鱼鳞粉末与水在混合液中重量百分比为40:60%-10%:90% ;
[0037]202在混合液中添加氧化锌纳米粒子,在本实施例中,是先将氧化锌研磨成纳米(nanometer)大小的粒子,I纳米等于十亿分之I米(10_9meter),或纳米级大小的粒子,即约为1-100纳米,介于分子和次微米间的纳米粒子,且氧化锌纳米粒子与鱼鳞粉末的重量比为 1:5-30 ;
[0038]203持续对混合液进行搅拌及研磨,直到鱼鳞粉末中的胶原蛋白水解成液态胶状,以使混合液呈浓稠状,且使鱼鳞粉末中的氢氧基磷灰石及氧化锌纳米粒子均匀且分散地悬浮在混合液中;
[0039]204对混合液进行过滤,以滤除其中的杂质,如氧化锆珠及其它杂质;
[0040]205将完成过滤的混合液置入一烘箱,透过烘箱对混合液进行烘干处理,以使混合液干燥成为结块状的半成品,且使半成品中的氢氧基磷灰石在完全干燥后,原先均匀且分散地悬浮在浓稠状液态的胶原蛋白中的氧化锌纳米粒子,能渗入胶原蛋白的三股螺旋结构间,而与胶原蛋白一同干燥地披覆在氢氧基磷灰石的表面及其上的孔隙中,形成一胶原蛋白膜,此时,因氧化锌纳米粒子本身是光催化剂,具有实现对霉菌、细菌和病毒等有机物的降解作用,及杀死霉菌、细菌和病毒的功能,而使胶原蛋白膜成为抗菌膜,具备不会变质、腐败及发臭的特性;
[0041]206最后,将结块状的半成品置入一粉碎机,利用粉碎机对半成品进行粉碎处理,将其粉碎成I P m(微米)以下大小的氢氧基磷灰石粉末,即制作出本发明的制成品。
[0042]这样,本发明的氢氧基磷灰石粉末即能通过其上所披覆的胶原蛋白的三股螺旋结构上的氧化锌纳米粒子,在有光的状态下,实现对细菌、病毒及霉菌等有机物的抗菌及灭菌效果。
[0043]此外,银纳米粒子因颗粒微细,使得整体表面积大幅增加,活性变大,极易释放出活性银离子,以吸引细菌体内酶蛋白上的硫氢基,并与其迅速结合,使含硫氢基的酵素失去活性,导致细菌死亡,且带正电荷的银离子在接触到带负电荷的微生物细胞后,会相互吸附,穿刺微生物的细胞外壁,使微生物内部变性,降低生长能力,让细胞无法代谢及繁殖,直至死亡,此外,当细菌被银离子杀死后,银离子又会从死去的细菌上游离出来,持续对其它活细菌做重复的动作,直到所有细菌被消灭为止,故银纳米粒子无须光照活化,即具有绝佳的抗菌及灭菌效果,更可抑制霉菌生长,有效达到防腐功能,且不会产生抗药性,而且具有无毒性、无刺激过敏性及不受酸碱值影响等诸多优点。
[0044]在本发明的另一较佳实施例中,参阅图3所示,为了确保氢氧基磷灰石粉末在无光的环境下,仍能产生长效型抗菌及灭菌效果,本发明进一步将银纳米粒子应用至前述方法,该方法还包括下列步骤:
[0045]301将银盐粉末,如硝酸银(AgNO3)及醋酸银(CH3COOAg)等,以一预定的重量百分比,添加至一水溶液中,且对水溶液均匀搅拌,以使银盐粉末能均匀分散在水溶液中,并令水溶液保持在第一温度,水溶液是由水、碱液(如KOH或NaOH水溶液)及氨水(或氨气)等成份,依预定的重量百分比,均匀混合而成,该碱液是依下列化学式,将银盐如硝酸银(AgNO3)转化成为氣氧化银(AgOH):
[0046]AgNO3u)+KOHu) — Ag0H{ppt)+K++N03
[0047]由于氢氧化银会在水溶液中形成棕色沉淀,无法均匀地分散在水溶液中,故还必须在水溶液中添加氨水(或氨气),以依下列化学式,将氢氧化银(AgOH)的沉淀,离子化成为氨化银络离子(Ag(NH3)/):
[0048]AgOHwt)+2NH40H(aq) — Ag (NH3) 2+{aq)+0H +2H20
[0049]302将氢氧基磷灰石粉末置入一烘箱烘烤至第二温度,其中第二温度必需小于250°C,且需大于第一温度,且温差为20-80°C ;
[0050]303将氢氧基磷灰石粉末浸入水溶液中,进行一预定时间的搅拌,使得氢氧基磷灰石粉末及水溶液间能因温差作用,而产生渗透效应,令水溶液得以顺利地渗透入氢氧基磷灰石粉末的表面及内部密集分布的孔隙,使得氨化银络离子能随着水溶液渗入这些孔隙;
[0051]304在水溶液中添加一预定重量百分比的甲醛(HCHO)或葡萄糖,且继续搅拌一预定时间,使得甲醛(HCHO)或葡萄糖能依下列化学式,将渗入氢氧基磷灰石粉末的孔隙内的氨化银络离子(Ag (NH3)/),还原成银纳米粒子(Ag(ppt)):
[0052]2Ag (NH3) 2+(aq)+HCHO ⑴+20H — 2Ag(ppt)+HCOO+NH4++3NH3(g)+H2O
[0053]305将氢氧基磷灰石粉末自水溶液中取出,进行高温干燥处理,以在氢氧基磷灰石粉末完全干燥后,使氢氧基磷灰石粉末的表面上及其孔隙内的银纳米粒子,能通过氢氧基磷灰石粉末的表面所披覆的胶原蛋白,稳定地附着在氢氧基磷灰石粉末的表面上及其孔隙内,而在氢氧基磷灰石粉末的表面上及其孔隙内形成一氧化锌及银的纳米粒子复合膜。
[0054]在本发明的前述实施例中,水溶液是由水、硝酸银及/或醋酸银、碱液(如:Κ0Η或NaOH水溶液)及氨水等成份,依下列的重量百分比,均匀混合而成:
[0055](I)水:如去离子水或纯水等,其重量百分比为80% -99% ;
[0056](2)水溶性的银盐粉末:如:硝酸银(AgNO3)及醋酸银(CH3COOAg)等,其重量百分比为0.001% _5%,水溶性银盐粉末具有可溶解于水溶液,并在水溶液中释放出氨化银络离子的特性;
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