از آنجاییکه یکی از موثرترین عوامل ایجاد بیماری , انتقال آلودگی از سطوحی مانند دیوارها,کف ساختمان ها و سطوح تجهیزات مراکز عمومی می‌باشد , بنابراین استفاده از فناوری نانو و بطور خاص استفاده از رنگهای آنتی باکتریال بر روی سطوح , میتواند در کاهش انتشار باکتریهای بیماری زا بسیار موثر باشد.
پوشش آنتی باکتریال چیست؟
به طور کلی به آن دسته از مواد که به صورت ذاتی و به خاطر خواص ملکولی خود توانایی کنترل عوامل بیماری زا را دارا
می باشند, آنتی باکتریال گفته میشود.
دلیل استفاده از رنگهای آنتی باکتریال
با توجه به افزایش روبه رشد جمعیت و درپی آن رشد بسیار سریع باکتریهای بیماریزا و عوامل انتقال دهنده‌ی آلودگی دانشمندان همواره در تلاش هستند تا با استفاده از روشهای پیشگیرانه مانع از بروز بیماری شوند.به این منظور تکنولوژی نانو در ساخت محصولات آنتی باکتریال نظیر رنگها بسیار قابل توجه است.نانو ذرات فلزی که در ادامه در مورد آن توضیح خواهیم داد میتوانند از رشد و نمو باکتریها و قارچ ها و دیگر عوامل بیماریزا جلوگیری کنند.
در ساخت رنگهای آنتی باکتریال نانو ذرات فلزی با رزین و دیگر ترکیبات اولیه رنگ مخلوط میشوند و به رنگ خاصیت ضد باکتری میدهند.
تفاوت عمده بین روشهای مبتنی بر فناوری نانو و دیگر روشهای معمول قدیمی :
بطور معمول و سنتی به منظور مبارزه با عوامل بیماری زا از انواع اسپری‌های ضدعفونی‌کننده بر روی سطوح استفاده می‌شده است که اولا تاثیر آن موقت است و دوما از جهت زیست محیطی مخرب است اما خاصیت ضدباکتریایی ذاتی که فناوری نانو به سطوح میدهد دائمی است و روشی دوستدار محیط زیست است.
نانو ذرات فلزی با خاصیت ضد میکروبی
نانو ذرات نقره
فلز نقره همواره به عنوان یک ماده دارویی و نگهدارنده استفاده میشود همچنین این فلز با ایجاد شرایط خاص و کنترل شده میتواند اثر آنتی باکتریال داشته باشد. این فلز ارزشمند و پر طرفدار در صنعت نانو تکنولوژی به دلیل داشتن خواص ویژه ضد میکروبی مانند یک کاتالیزور عمل میکند و میتواند بیش از 650 گونه باکتری و ویروس و قارچ را نابود کند. فلز نقره در ابعاد بزرگ تمایل به واکنش دهی کمی دارد اما زمانیکه به ابعاد نانو میرسد واکنش پذیری و خاصیت میکروب‌کشی آن بیش از 99% افزایش می‌یابد. نکته جالب اینکه در بررسی‌های انجام شده معلوم شد حتی باکتریها و ذراتی مانند استافیلوکاکس و آروس که در برابر آنتی بیوتیک‌ها بسیار مقاومند هم نتوانستند در برابر نانو ذرات نقره مقاومت کنند.
نانو ذرات مس
از دیرباز مس هم نطیر فلز نقره به عنوان یک فلز ضد میکروب شناسایی شده بود و برای پیشگیری از رشد جلبک های دریایی در ساخت کشتی ها از صفحات مسی استفاده میشد. یونهای نانو ذرات مس به سمت دیواره های خارجی باکتری حمله کرده و باعث نابودی آنها میشوند. از آنجاییکه نسبت سطح به حجم نانو ذرات مس بسیار زیاد است این خاصیت ضد باکتریایی بسیار افزایش می‌یابد.
فرآیند عملکرد مواد آنتی باکتریال
در این فرآیند ذرات نانو به مرور زمان یونهای مثبت فلزی از خود ساطع میکنند و این یون‌ها طی واکنش جانشینی پیوندهای دی سولفیدی در دیواره‌ی باکتری را که نقش حفاظتی در مقابل واکنشهای اکسایش دارند را از بین برده و باعث نابودی باکتری و تخریب غشای سلولی میکرو اورگانیسم میشود. نسبت سطح به حجم این ذرات بسیار بالا است که همین امر باعث میشود یون‌ها به سرعت منتشر شده و به شکل موثرتری باکتریها را نابود کنند. این نانو ذرات در مسیر ماده مغزی سلول انقطاع ایجاد میکنند و به این وسیله بدون استفاده از هیچگونه مواد شیمیایی اضافی میکروب‌ها کاملا نابود میشوند.
دی اکسید تیتانیوم مناسب برای فضاهای باز و عمومی
نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم علاوه بر اینکه خواص ضد میکروبی دارند به تصفیه هوا نیز کمک میکنند و همچنین خاصیت خودتمیزشوندگی دارند. مکانیزم عمل این نانوذرات به این صورت است که درحضور ملکولهای آب , با جذب نور ماورای بنفش خورشید , رادیکال آزاد تولید کنند. این رادیکالهای آزاد با اتصال به آلودگیهای روی سطوح باعث حذف باکتریهای موجود میشوند. از آنجاییکه دی اکسید تیتانیوم برای عملکرد مناسب نیاز به اشعه‌ی فرابنفش دارد تنها برای محیط‌های آزاد استفاده میشود البته با توجه به واکنش سریع این ذرات با مواد آلی استفاده از این مواد برای رنگهای ساختمانی با ساختار آلی ممکن نیست.