早在数千年前，我国游牧民族就发现，用银器盛放的奶制品不容易腐坏。现代科学研究表明，银遇水会电离出银离子，而微量的银离子便可具备较强的抗菌能力，与其他抗菌添加剂相比更符合市场低成本理念。随着纳米技术的发展，纳米银因体积小、接触面积大、活性位点多，杀菌能力较普通银质材料也大大增强，已被广泛应用于包括抗菌涂料在内的多个行业中。

1. 纳米银抗菌涂料的抗菌原理

对于以纳米银作为抗菌添加剂的涂料而言，其抗菌效果来自于纳米银电离产生的银离子 (Ag⁺)。具体而言，可分为接触抗菌和催化抗菌。

接触抗菌的机理是：病菌的细胞膜和细胞壁表面为负电荷，而在库仑力的作用下，带正电的Ag⁺会与细胞壁和细胞膜结合。 在Ag⁺与细胞壁接触的过程中，Ag⁺会抑制肽聚糖的合成，导致细胞壁破裂，破坏病菌结构，达到灭活的效果。而当Ag⁺被吸附到细胞膜内时，一方面会与蛋白质上的巯基 (−SH) 反应结合，导致蛋白质变性；另一方面Ag⁺与蛋白质产生络合反应，破坏蛋白质的空间结构，蛋白酶失活后会影响细菌的分裂繁殖、呼吸作用等正常生物机能。此外，Ag⁺会破坏病菌的遗传物质（DNA或RNA），导致其失去繁殖能力。而且当菌体失去活性后，Ag⁺又会从菌体中游离出来，重复进行杀菌，因此产生持久的抗菌效果。

催化抗菌的机理是：银作为过渡金属，其离子在紫外线的照射下能催化分解水分子或氧分子，产生超氧阴离子自由基、羟基自由基等具有强氧化性的活性氧物质 (ROS)。过多的ROS会破坏细胞内的氧化剂与抗氧化剂的动态平衡，导致细胞产生氧化应激，诱导细菌的细胞组织产生氧化损伤，进而在短时间内导致病菌失去活性。在产生ROS的过程中，Ag⁺只充当反应的催化剂，并不消耗其本身，从而保证了抗菌的长效性。

2. 纳米银抗菌涂料的应用领域

建筑涂料：传统的建筑涂料往往对霉菌没有灭活和抑制作用，在合适的温度和湿度下，有害菌孢子生存于墙体涂料内，破坏涂层的初始性能，被破坏的涂层又为有害菌提供了新的营养源，长此以往墙面变成了有害细菌的良好生存繁衍环境。霉菌的大量繁殖会破坏墙面的美观性和结构完整性，甚至缩短建筑的使用寿命。使用纳米银抗菌建筑涂料，可以在很大程度减缓甚至阻止霉菌的生存繁殖。例如，某科研团队研究了季铵基硅溶胶包覆纳米银 (QAg-SiO₂) 对于含氟丙烯酸树脂 (PFHA) 建筑涂料的抗菌效果，发现当QAg-SiO₂的添加量达到10%时，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率可达99.99%和97.54%。

粉末涂料：粉末涂料通过静电喷涂，不含溶剂，更符合如今绿色环保的观念。但若需要发挥纳米银的抗菌性能，必须在有水溶剂的条件下才能电离出有效的Ag⁺。因此在制备粉末涂料的过程中，需要添加能够吸附空气中水分子的物质作为抗菌剂载体，才能促进Ag⁺的释放。在科研实践中，有团队提出了用沸石分子筛作为纳米银的载体，同时用亲水材料包裹，添加Cu²⁺作为保护剂和改色剂、Zn²⁺作为缓释剂，不仅使纳米银更容易与水和溶解氧接触，还有效控制了Ag⁺的释出速率。实验表明，这种纳米银抗菌剂使得粉末涂料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和白色念珠菌具有优异的抗菌活性，6 h内对上述病菌的灭活率超过了99.99%。

木器涂料：砧板、碗筷、家具等木器，在日常生活中与我们接触频繁，其表面的健康与抗菌性能因此十分重要。然而木器本身容易滋生霉菌，影响木制品的外观及使用寿命，威胁人类身体健康。传统的木器漆多为水性涂料，在涂覆过程中，受工艺以及木材自身多孔结构的影响，涂料表面会不可避免地产生细微的孔隙，空气中的灰尘、霉菌等也会吸附在这些孔隙中。对此，有科研人员将纳米银溶胶加入到热-紫外光双重固化乳液体系中，得到具有抗菌性的纳米复合水性木器涂料；另有团队采用环保的银原位还原工艺制备了大豆分离蛋白纳米银水溶液，并通过超声波将大豆蛋白与聚丙烯酸树脂混合，得到了聚丙烯酸酯-纳米银抗菌木器涂料。这些都为日常家用木器的安全、健康、环保性能提供了创新型解决方案。

其他应用领域：除了在上述领域，纳米银抗菌添加剂在医疗器械、食品包装、海洋工程设施、精密仪器、日用百货等的涂装领域也有着广泛的应用。

3. 纳米银抗菌涂料的研究展望

随着人们卫生健康意识的日益增强，市场对于抗菌产品的关注与需求不断扩大，纳米银因其安全系数高、抗菌性好、性价比强，在抗菌涂料上的应用也逐渐走向成熟。围绕纳米银抗菌涂料，目前的研究重点集中在纳米银的形态、粒径、分散性、共混与承载方式等因素对涂料抗菌性能的影响，高效、经济、环保的纳米银制备方式也是其研发热点之一。

同时，纳米银存在易氧化的问题，这不仅会降低涂料的抗菌性能，其黑色氧化物AgO还可能会对涂料的颜色、光泽等参数带来不利影响。此外作为纳米材料，易团聚也是纳米银潜在的缺点之一。这些都为纳米银抗菌涂料的研发重点提供了思路与方向。

参考文献：材料导报, 2023, 37(S2): 337-342.