Kil Mineral-Metal Kompozit Bakterisidal Malzeme Hazırlama Teknolojisi
Kil minerallerine dayalı olarak hazırlanan yeni bakterisidal materyallerde, kil minerallerinin kendileri esas olarak bakterisidal maddeler (metaller, metal oksitler, organik maddeler gibi) için taşıyıcı olarak kullanılmaktadır ve bakterisidal yetenekleri halen sınırlıdır. Çeşitli yöntemlerle hazırlanan modifiye kil mineralleri ve kil minerallerinden ve diğer malzemelerden yapılan kompozitler, çeşitli bakteriler üzerinde bakterisidal etki üretmek için yeni bakterisidal malzemeler olarak kullanılabilir.
Kil mineralleri, çeşitli modifikasyon yöntemleriyle (termal modifikasyon, asit modifikasyonu, metallerin veya metal oksitlerin inorganik modifikasyonu, organik modifikasyon ve kompozit modifikasyon, vb. dahil) bakterisidal kabiliyetini artırabilir. Yüzey alanı artar, minerallerin gözenekliliği ve dağılımı artar ve malzemenin genel termal kararlılığı ve mekanik mukavemeti iyileşir. Bakterisidal malzemeleri modifiye etmek ve hazırlamak için kullanılan kil mineralleri başlıca montmorillonit, kaolinit, halloysit ve vermikülittir; bunların arasında montmorillonitin üstün katyon değişim kapasitesi, geniş ara tabaka alanı, spesifik yüzey alanı ve güçlü adsorpsiyon kapasitesi nedeniyle yaygın olarak kullanılır.
Zehirli metal iyonları ve metal oksitler, kil mineral tabakasına eklenebilir veya bileşik bir bakterisidal malzeme hazırlamak için yüzeyinde adsorbe edilebilir. Araştırmada kullanılan metal iyonları başlıca çinko, bakır ve gümüşü (bunlar arasında gümüş yaygın olarak kullanılmaktadır) içerir ve metal oksitler arasında titanyum oksit, çinko oksit, bakır oksit ve demir oksit bulunur. Kil mineralleri ve metaller veya metal oksitler esas olarak katmanlar arası katyon değişimi veya mineral yüzey adsorpsiyonu yoluyla modifiye edilir. Bu tip bileşik bakterisidal malzemenin bakterisidal mekanizması, metallerin hücrelere veya üretilen serbest radikallere olan toksisitesi ile ilgilidir.
Metal iyonları ile yüklü kil mineralleri, metallerin yavaş salınımı, sterilizasyon süresinin uzatılması ve sterilizasyon malzemelerinin stabilitesinin iyileştirilmesi gibi avantajlara sahiptir. Metallerin yavaş salınımı, kil mineralleri ve metallerin yüzeyindeki hidroksil grupları arasındaki bağlanma yeteneği ile ilgilidir. Kil minerallerinin artan spesifik yüzey alanı ve gözenekliliği, nano-metal parçacıklarının dağılmasına, nano-metaller ve bakteriler arasındaki temas verimliliğinin artmasına ve bakterisidal etkinin iyileştirilmesine yardımcı olur. Bununla birlikte, metal nanoparçacıkların toksisitesi göz önüne alındığında, biyolojik toksisitelerinin belirli uygulamalarda dikkate alınması gerekir. Ancak kil minerallerindeki metal iyonlarının yavaş salınımı nedeniyle metaller vücutta birikmeye devam edebilir ve zamanla toksisite gösterebilir.