Какой металл обладает бактерицидными свойствами

Бактерицидные свойства серебра известны с глубокой древности. Еще в Древней Индии с помощью этого металла обеззараживали воду, а персидский царь Кир хранил воду в серебряных сосудах.

Историк древнего мира Геродот приводит сведения о том, что в V веке до нашей эры персидский царь Кир во время походов пользовался питьевой водой, сохраняемой в серебряных “священных сосудах”. В религиозных индусских книгах встречаются упоминания об обеззараживании воды путем кратковременного погружения в нее раскаленного серебра, либо в результате длительного контакта с этим металлом в обычных условиях.

В некоторых странах существовал обычай при освящении колодцев бросать в воду серебряные монеты, тем самым улучшая качество воды, а также хранить воду в серебряных чашах. Американские первооткрыватели, путешествуя, часто клали серебряный доллар в молоко, чтобы задержать его скисание.

Широкое распространение при лечении ран серебро получило во время Великой Отечественной войны. Серебряную воду применяли при лечении свищей и язв, образовавшихся в результате костного туберкулеза и туберкулеза лимфатических желез с распадом и нагноением. Результаты лечения, как правило, были положительные: язвы и свищи, не закрывавшиеся у некоторых больных несколько лет, несмотря на систематическое лечение кварцем, рыбьим жиром, мазью Вишневского и другими препаратами, после применения серебряной воды полностью закрывались и заживали.

Пионером исследований в области серебра считают французского врача Бенье Креде, который в конце XIX века сообщил об успехах в лечении сепсиса ионами серебра. Продолжая исследования, он выяснил, что серебро в течение трех дней убивает дифтерийную палочку, в течение двух — стафилококки, а возбудитель тифа — за сутки.

В конце XIX столетия швейцарский ботаник ботаник Карл Негель установил, что причиной гибели клеток микроорганизмов является воздействие на них ионов серебра. Ионы серебра выступают в роли защитников, уничтожая болезнетворные бактерии, вирусы, грибки. Их действие распространяется более чем на 650 видов бактерий (для сравнения — спектр действия любого антибиотика 5-10 видов бактерий) . Интересно, что полезные бактерии при этом не погибают, а значит не развивается дисбактериоз, столь частый спутник лечения антибиотиками.

При этом серебро не просто металл, способный убивать бактерии, но и микроэлемент, являющийся необходимой составной частью тканей любого живого организма. В суточном рационе человека должно содержаться в среднем 80 мкг серебра. При употреблении ионных растворов серебра не только уничтожаются болезнетворные бактерии и вирусы, но и активизируются обменные процессы в организме человека, повышается иммунитет.

В 1942 гиду англичанину Р. Бентону удалось остановить эпидемию холеры и дизентерии, свирепствовавшую на строительстве дороги Бирма — Ассам. Бентон наладил снабжение рабочих чистой питьевой водой, обез¬зараженной с помощью электролитического рас¬творения серебра (концентрация серебра 0,01 мг/л) .

источник

Что значит слово СЕРЕБРО в словарях:

«Ag» в таблице Менделеева
«Ag» у Менделеева
15 октября 1794 года первый доллар США отчеканили из этого металла
Благородный металл
Благородный металл белого цвета
В средние века считалось, что этот металл связан с Луной
В таблице Менделеева оно под №47
В таблице он перед кадмием
В таблице он после палладия
В химической таблице он стоит сорок седьмым
Вслед за палладием в таблице
Вторая ценность после золота
До кадмия в таблице
Драгоценный металл
Драгоценный металл с рекордной отражательной способностью
Идущий следом за палладием в таблице
Из чего отчеканили первый в мире грош?
Каким металлом лечили раны воинов уже в Древнем Египте?
Каким металлом улучшают звук церковных колоколов?
Какой металл лучше всего проводит электричество?
Какой металл обладает бактерицидными свойствами?
Любимый металл для Марины Цветаевой
Материал, из которого должен быть сделан подарок, преподнесенный к двадцать пятой годовщине свадьбы
Медаль за второе место
Между палладием и кадмием в таблице
Менделеев его назначил 47-м в таблице
Менделеев его назначил сорок седьмым в своей таблице
Металл в основе булавы президента Украины
Металл для дорогих ложек
Металл для контактов и украшений
Металл для ложек и наград
Металл для ложек и украшений
Металл для медали за второе место
Металл для тех, у кого не хватает на золото
Металл для фамильных ложек
Металл для церковной утвари
Металл на 25 летие свадьбы
Металл николаевских рублей
Металл, ионы которого стерилизуют воду
Металл, обладающий бактерицидными свойствами
Металл, преобладающий в составе золотых олимпийских медалей
Металл, пуля из которого опасна для вампира
Молчание — золото, а слово?
Награда за 2-е место
Олимпийский металл
Переведите с латинского слово «аргентум»
По мнению многих языковедов, это слово произошло от древнеассирийского «сарпу», означавшего серп или полумесяц, а что же в Ассирии символизировало Луну?
После палладия в таблице
Последователь палладия в таблице
Последыш палладия в таблице
Предшественник кадмия в таблице
Преемник палладия в таблице
Самый проводящий металл
Священный металл Вавилона
Сорок седьмой элемент
Сплав этого металла с золотом называется электрумом
Столовое ..
Столовый металл
Сырьё для ложек и свадебных юбилеев
Фильм Питера Джексона «Забытое СЕРЕБРО«
Химический элемент под названием Ag
Химический элемент под номером сорок семь
Химический элемент с кодовым именем Ag
Химический элемент с позывным Ag
Химический элемент сорок семь
Что за химический элемент Ag?

Какой металл лучше всего проводит электричество

источник

В разделе Прочее образование на вопрос какой металл обладает бактерицидными свойствами? плиз срочняк) заданный автором Антон Кондратьев лучший ответ это Ответ :Серебро
Бактерицидные свойства серебра известны с глубокой древности. Еще в Древней Индии с помощью этого металла обеззараживали воду, а персидский царь Кир хранил воду в серебряных сосудах.
Историк древнего мира Геродот приводит сведения о том, что в V веке до нашей эры персидский царь Кир во время походов пользовался питьевой водой, сохраняемой в серебряных “священных сосудах”. В религиозных индусских книгах встречаются упоминания об обеззараживании воды путем кратковременного погружения в нее раскаленного серебра, либо в результате длительного контакта с этим металлом в обычных условиях.
В некоторых странах существовал обычай при освящении колодцев бросать в воду серебряные монеты, тем самым улучшая качество воды, а также хранить воду в серебряных чашах. Американские первооткрыватели, путешествуя, часто клали серебряный доллар в молоко, чтобы задержать его скисание.
Широкое распространение при лечении ран серебро получило во время Великой Отечественной войны. Серебряную воду применяли при лечении свищей и язв, образовавшихся в результате костного туберкулеза и туберкулеза лимфатических желез с распадом и нагноением. Результаты лечения, как правило, были положительные: язвы и свищи, не закрывавшиеся у некоторых больных несколько лет, несмотря на систематическое лечение кварцем, рыбьим жиром, мазью Вишневского и другими препаратами, после применения серебряной воды полностью закрывались и заживали.
Пионером исследований в области серебра считают французского врача Бенье Креде, который в конце XIX века сообщил об успехах в лечении сепсиса ионами серебра. Продолжая исследования, он выяснил, что серебро в течение трех дней убивает дифтерийную палочку, в течение двух — стафилококки, а возбудитель тифа — за сутки.
В конце XIX столетия швейцарский ботаник ботаник Карл Негель установил, что причиной гибели клеток микроорганизмов является воздействие на них ионов серебра. Ионы серебра выступают в роли защитников, уничтожая болезнетворные бактерии, вирусы, грибки. Их действие распространяется более чем на 650 видов бактерий (для сравнения — спектр действия любого антибиотика 5-10 видов бактерий) . Интересно, что полезные бактерии при этом не погибают, а значит не развивается дисбактериоз, столь частый спутник лечения антибиотиками.
При этом серебро не просто металл, способный убивать бактерии, но и микроэлемент, являющийся необходимой составной частью тканей любого живого организма. В суточном рационе человека должно содержаться в среднем 80 мкг серебра. При употреблении ионных растворов серебра не только уничтожаются болезнетворные бактерии и вирусы, но и активизируются обменные процессы в организме человека, повышается иммунитет.
В 1942 гиду англичанину Р. Бентону удалось остановить эпидемию холеры и дизентерии, свирепствовавшую на строительстве дороги Бирма — Ассам. Бентон наладил снабжение рабочих чистой питьевой водой, обез¬зараженной с помощью электролитического рас¬творения серебра (концентрация серебра 0,01 мг/л) .
Когда бактерицидные свойства серебра были изучены, оказалось, что решающую роль здесь играют положительно заряженные ионы серебра Ag+.
Источник:

источник

Найдено: 1
СЕРЕБРО — Какой металл обладает бактерицидными свойствами? из 7 букв

по слову СЕРЕБРО найдено:

Благородный металл
В средние века считалось, что этот металл связан с Луной
В таблице Менделеева оно под №47
В таблице он перед кадмием
В таблице он после палладия
Вслед за палладием в таблице
Вторая ценность после золота
До кадмия в таблице
Драгоценный металл
Какой металл лучше всего проводит электричество?
Какой металл обладает бактерицидными свойствами?
Материал, из которого должен быть сделан подарок, преподнесенный к двадцать пятой годовщине свадьбы
Медаль за второе место
Между палладием и кадмием в таблице
Менделеев его назначил 47-м в таблице
Менделеев его назначил сорок седьмым в своей таблице
Металл для дорогих ложек
Металл для контактов и украшений
Металл для ложек и наград
Металл для медали за второе место
Металл для тех, у кого не хватает на золото
Металл для фамильных ложек
Металл для церковной утвари
Металл николаевских рублей
Металл, ионы которого стерилизуют воду
Металл, пуля из которого опасна для вампира
Молчание — золото, а слово?
Награда за 2-е место
Переведите с латинского слово «аргентум»
По мнению многих языковедов, это слово произошло от древнеассирийского «сарпу», означавшего серп или полумесяц, а что же в Ассирии символизировало Луну?
После палладия в таблице
Последыш палладия в таблице
Преемник палладия в таблице
Самый проводящий металл
Священный металл Вавилона
Следом за палладием в таблице
Столовое .
Столовый металл
Фильм Питера Джексона «Забытое . «
Химический элемент под названием Ag
Химический элемент с кодовым именем Ag
Химический элемент с позывным Ag
Химический элемент сорок семь
Что за химический элемент Ag?

источник

Изобретение относится к составам для получения покрытий с бактерицидными свойствами, преимущественно для лакокрасочных материалов, пленкообразователей, пропиток, сухих смесей, которые могут быть использованы в строительстве, медицине и различных других областях техники. Состав включает лакокрасочный материал, предназначенный для нанесения на защищаемый материал, и металлосодержащий бактерицидный компонент, введенный в ЛКМ. В качестве металлосодержащего бактерицидного компонента использованы наноструктурные частицы металлов с временем жизни не менее трех месяцев в составе и при содержании наноструктурных частиц металлов от 2 х 10 -6 до 0,3 моль в 1 кг ЛКМ. Сочетание компонентов в определенном соотношении позволяет получить экологически безопасное покрытие, используемое как в детских и медицинских учреждениях, так и в быту, т.к. на своей поверхности обладает бактерицидными свойствами, подавляющими болезнетворные бактерии широкого ряда инфекций. 8 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к веществам для получения покрытий с бактерицидными свойствами, преимущественно для применения в лакокрасочных материалах, пленкообразователях, пропитках, сухих смесях, которые могут быть использованы в строительстве, медицине и различных других областях техники.

Известны различные составы с бактерицидными свойствами, которые применяются в строительстве и других областях техники, в композицию которых входят различные бактерицидные компоненты.

Ряд используемых в настоящее время лакокрасочных материалов (ЛКМ) можно отнести к четырем типам: органоразбавляемые, водоразбавляемые, порошковые, радиационно отверждаемые.

Каждый из этих типов может иметь специальное назначение. Особое место в ряду специфических свойств покрытий с фунгицидными и биоцидными свойствами занимают покрытия, предназначенные для защиты влажных помещений и древесины, препятствующие распространению грибковых бактерий, жучка, а также краски, специфические свойства которых направлены на подавление биообрастания подводной части судов. Большое значение придается также особым свойствам составов, обеспечивающих защиту ЛКМ от воздействия микроорганизмов при хранении.

В настоящее время используются фунгицидные и бактерицидные добавки, большинство из которых очень токсичны.

Наиболее неустойчивы к воздействию микроорганизмов водоразбавляемые ЛКМ, содержащие загустители на основе целлюлозы. Однако именно такие материалы находят все более широкое применение в современном строительстве и технике, т.к. они экологичны и удобны в эксплуатации.

Механизм действия современных биоцидов можно рассмотреть на примере фунгицида «Розон R 2000 Биоцид», который рекомендуется для борьбы с морскими водорослями, а также бактериями. «Розон R 2000 Биоцид» имеет ряд преимуществ: легко вводится в состав краски, имеет низкую растворимость в воде. Активным компонентом состава «Розон R 2000 Биоцид» является 4,5-дихлоро-П-октил-4изотиазолин-3-ОН. Однако он быстро разлагается под действием биологических и химических сред, что сокращает время биоцидного воздействия состава. Само же покрытие после его нанесения на какой-либо материал бактерицидных свойств не проявляет.

Другие используемые консерванты также обладают различными недостатками.

Так консервант Preventol VPOC 3083, который используется для тарного консервирования ЛКМ и представляет собой этиленгликоль-бис-хемиформаль, содержит суммарного формальдегида до 45%. Этот консервант рекомендуется как современный состав для пигментных взвесей, дисперсий наполнителей, красок на водной основе, полимерных дисперсий. Вещество разлагается в условиях окружающей среды с выделением формальдегида, имеет резкий специфический запах, ядовито, в покрытии бактерицидных свойств не сохраняет.

Внутри тарный консервант Метанин ГТ обеспечивает бактерицидную и противогрибковую защиту. Его 50% активных составляющих — это акриловые кислоты, алифатические амины и гетероциклические сульфамидные соединения. При попадании на кожу состав вызывает тяжелейшие ожоги, имеет резкий запах, при контакте с человеком без использования защитных средств вызывает головную боль, тошноту. В покрытии бактерицидными свойствами не обладает.

Мергаль К9N — внутритарный консервант для дисперсий, адгезивов, красок и т. д., не содержащий растворителей и формальдегида. Его компоненты 5-хлоро-N-метилизотиазолинон и N-метилизотиазолинон имеют сбалансированный спектр эффективного действия на бактерии, дрожжи, плесень и морские водоросли. Однако он опасен для глаз и кожи человека. В нанесенном покрытии бактерицидными свойствами не обладает.

При выборе известных биоцидов для ЛКМ особенно трудно выполнить основное требование — обеспечить низкую токсичность. Особенно остро эта проблема стоит для противообрастающих красок, используемых, например, для нанесения на днища судов, опоры причалов, мостов и т.п., в которых обычно используются органические и неорганические соединения меди, олова, цинка и свинца. Эти покрытия очень токсичны для рыб и животных. Через пищу они способны попасть в организм человека (см. Гуревич Е.С. Защита от обрастания. М.: Наука, 1989 г. , с. 271; Роилкин А.И. Процессы колонизации и защита от биообрастания. — СпБГУ, 1998 г., с. 270; Юрдзинский Ю.С. Очистка и окрашивание подводной части судов: материалы по обмену опытом. — Л.: Судостроитель, 1973 г.).

Кроме того, известны биоциды для защиты древесины от плесени, разрушающих и окрашивающих грибов: пентахлор, фенолят натрия, сульфат меди, мышьяк, хром, медь, цинк, едкий натрий. Большинство этих биоцидов также являются высокотоксичными соединениями (см. Бабкин О.Э., Аристова Л.И. ж-л «Лакокрасочные материалы», М., 1996 г., 12, с. 21; Бирюлина Н.Б. Разработка водорастворимого консерванта для древесины на основе солей аммония и исследование его эксплуатационных свойст». Автореферат. Архангельск, 1998 г.).

Наиболее перспективными для использования в промышленности и строительстве биоцидами являются высокомолекулярные соли полигексаметиленгуанимида (ПГМГ). Препараты ПГМГ удовлетворяют многим требованиям, предъявляемым к биоцидам для водоразбавляемых ЛКМ. Они эффективны против разнообразных микроорганизмов, малотоксичны для теплокровных, нелетучие, хорошо растворяются в воде, не имеют цвета и запаха, устойчивы при хранении, сохраняют в покрытии бактерицидные свойства (см. Воинцева И.И., Скороходова О.Н., Казанно И. В., Валицкий П.М. Лак для биоцидных покрытий, ж-л «Лакокрасочные материалы», 3-12, 1999 г.).

Однако при введении солей ПГМГ в ЛКМ возникает проблема их совместимости с различными пленкообразователями, поскольку эти соли растворяются только в воде в низших спиртах, но не растворяются в органических растворителях, используемых в рецептурах ЛКМ, что приводит к невозможности их использования в органоразбавляемых, порошковых и радиационно отверждаемых ЛКМ.

Известно, что некоторые металлические наночастицы проявляют выраженную биологическую (антимикробную) активность и могут применяться в экологических и медицинских целях. Например, серебряные наночастицы используются в фильтрующих устройствах для очистки питьевой воды. Известен также один из перспективных методов получения таких металлических частиц (см. Ревина А.А., Егорова Е. М. Радиационно-химическая наноструктурная технология синтеза стабильных металлических и биметаллических кластеров. Тезисы докладов международной конференции «Передовые технологии на пороге ХХ1 века», 1САТ 98, Москва, 1998 г., ч.II, с. 411; Патент Российской Федерации 2147487, В 22 F 9/24, опубл. 1999 г.).

Однако до настоящего времени углеродные материалы, модифицированные наночастицами серебра и обладающие бактерицидными свойствами, использовались только для очистки питьевой воды. Они не использовались в качестве бактерицидного компонента в ЛКМ, в пленкообразователях, в веществах пропитки древесины и пр., а также не изучалась возможность введения наноструктурных металлических частиц в различные составы для изготовления затем покрытий с бактерицидными свойствами.

В изобретении исследовались возможности использования в качестве бактерицидного компонента различных наноструктурных металлических частиц. Такие частицы, например, могут быть получены на основе метода биохимического синтеза в обратных мицеллах (RU 2147487, С1, 20.04.2000).

Наиболее близким составом является состав с бактерицидными свойствами, в качестве металлосодержащего бактерицидного компонента в этом составе используют смесь пиритиновой соли цинка и оксида меди или тиоционата меди.

Известный состав с бактерицидными свойствами включает ЛКМ (сшивающий агент, основу краски), предназначенное для нанесения на защищаемый материал, и металлосодержащий бактерицидный компонент, введенный в ЛКМ (RU 2111993 С1, 27.05.1998).

Основными ограничениями этого состава являются: большой расход бактерицидного компонента в составе от 5 до 50 мас.% пиритионовой соли цинка и от 5 до 50 мас.% оксида меди или тиоцианата меди; и, кроме того, недостаточно высокое сохранение бактерицидных свойств покрытия, до пяти месяцев.

Решаемая изобретением задача — повышение качества состава при малых концентрациях бактерицидных добавок и расширение арсенала веществ, в которые может быть введен бактерицидный компонент.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, — использование существующих лакокрасочных материалов и сыпучих смесей с проявлением ими новых бактерицидных свойств, создание новых составов с бактерицидными свойствами, обеспечение возможности использования в качестве ЛКМ различных органоразбавляемых, водоразбавляемых, порошковых, увеличение времени сохранения бактерицидных свойств покрытия, уменьшение содержания бактерицидного компонента в составе при увеличении срока его действия, экологическая безопасность бактерицидных добавок.

Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном составе с бактерицидными свойствами, включающем лакокрасочный материал, предназначенный для нанесения на защищаемый материал, и металлосодержащий бактерицидный компонент, введенный в ЛКМ, согласно изобретению в качестве металлосодержащего бактерицидного компонента использованы наноструктурные частицы металла с временем жизни не менее трех месяцев в составе и при содержании наноструктурных частиц металла от 2х10 -6 до 0,3 моль в 1 кг лакокрасочного материала.

Возможны варианты получения состава с бактерицидными свойствами, в которых целесообразно, чтобы: — размеры наноструктурных частиц металлов были выбраны от 2 до 200 нм; — в качестве ЛКМ был использован органоразбавляемый лакокрасочный материал, а бактерицидный компонент был введен в органоразбавляемый лакокрасочный материал при содержании наноструктурных частиц металла от 2,5 х 10 -6 до 1 х 10 -4 моль в 1 кг лакокрасочного материала; — в качестве ЛКМ был использован водоразбавляемый лакокрасочный материал, а бактерицидный компонент введен в водоразбавляемый лакокрасочный материал при содержании наноструктурных частиц металла от 2,5 х 10 -6 до 2 х10 -2 моль в 1 кг лакокрасочного материала; — в качестве ЛКМ был использован порошковый лакокрасочный материал, а бактерицидный компонент адсорбирован на частицах порошкового лакокрасочного материала при содержании наноструктурных частиц металла до 0,2 моль в 1 кг лакокрасочного материала; — в качестве ЛКМ был использован материал для пропитки древесины с органическим растворителем, а бактерицидный компонент введен с органическим растворителем при содержании наноструктурных частиц металла от 2,5 х 10 -5 до 0,2 моль в 1 кг лакокрасочного материала; — в качестве наноструктурных частиц металлов были использованы частицы серебра; — в качестве наноструктурных частиц металлов были использованы частицы меди; — в качестве наноструктурных частиц металлов была использована смесь частиц серебра и меди; В соответствии с поставленной задачей, а именно — создания многофункциональных покрытий с устойчивыми бактерицидными свойствами поверхности, проведены исследования на наиболее известных ЛКМ: водоразбавляемых и органоразбавляемых, а также на сыпучих строительных материалах, например порошковых красках. В качестве объекта испытаний бактерицидных свойств наночастиц металлов рассматривались ЛКМ различного назначения: отличающиеся природой пленкообразования, композиционными добавками, растворителем. Было установлено, что использование в ЛКМ наноструктурных частиц металлов с временем жизни не менее трех месяцев и с содержанием от 2 х 10 -6 моль (М) в 1 кг ЛКМ проявляет устойчивые бактерицидные свойства ЛКМ, что позволяет решить поставленную задачу. Менее указанной концентрации вводить нецелесообразно, т.к. наблюдается снижение бактерицидных свойств. При содержании менее 2 х 10 -6 М в 1 кг ЛКМ покрытие по данным исследований снижает свои бактерицидные свойства на 20% через три месяца, а начиная с содержания 2 х 10 -6 М в 1 кг ЛКМ бактерицидные свойства покрытий устойчиво сохранялись свыше шести месяцев. Повышение содержания наночастиц создает дополнительные гарантии устойчивости бактерицидных свойств и может быть значительно увеличено до 0,3 М, если того требуют условия применения данного ЛКМ, например в составе противогрибкового противообрастающего покрытия. Повышение содержания бактерицидного компонента до 0,3 М в 1 кг ЛКМ характерно для материалов, эксплуатация которых связана с экстремальными условиями, повышенной влажностью, контактом с насыщенной бактериальной средой, механическими воздействиями и т.п.

Решение задачи достигается целевым использованием наночастиц различных металлов в зависимости от назначения и области применения материала. В примерах указаны два основных металла: серебро и медь, позволяющих достичь наилучшего технического результата, но реализация изобретения не исключает применения и других металлов, обладающих бактерицидными свойствами. На примерах использования частиц серебра и меди при проведении исследования установлено, используемый в изобретении уровень дисперсности от 2 до 200 нм усиливает свойства металлов. Чем выше дисперсность, тем активнее бактерицидный компонент.

Рационально для подавления сложных поражений, включающих как бактерицидный, так и грибковый уровень, использовать комплексные добавки частиц разных металлов, учитывая их специфические бактерицидные свойства.

Исследования подтверждают, что наноуровень дисперсности активизирует свойства металлических частиц и позволяет добиваться высоких результатов при малых концентрациях металлосодержащего бактерицидного компонентов.

Высокая адсорбционная активность наноструктурных частиц металлов значительно расширяет область их использования, а также создает возможность введения наноструктурных частиц металлов на адсорбентах. Введение на адсорбентах позволяет повысить концентрацию активного вещества — бактерицидного компонента на единицу носителя и снизить себестоимость, не снижая бактерицидных свойств и практически не меняя химического состава ЛКМ по основным компонентам, в то время как другие известные бактерицидные компоненты, используемые до настоящего времени в ЛКМ, иногда плохо сочетаются с пленкообразующими компонентом ЛКМ и снижают физические показатели, влияя на водостойкость или пористость.

Требования, предъявляемые к бактерицидным добавкам нанораствора, — это высокая дисперсность частиц от 2 до 200 нм, их устойчивость с сохранением бактерицидных свойств в ЛКМ не менее трех месяцев. Для исследований в качестве материала, отвечающего указанным требованиям, использовались наночастицы, полученные например, в соответствии с известными источниками информации (см. RU 2147487; Докучаев А.Г. и др. Химия высоких энергий, 1997, т. 31, 5, с. 353). Уровень дисперсности частиц, полученных методом биохимического синтеза в обратных мицеллах 2-8 нм, а устойчивость при соответствующих условиях хранения при температуре t от 10 до 25 o С подтверждена через 12 месяцев.

Антимикробную активность наноструктурных частиц серебра и меди исследовали в Институте эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалея на международных штаммах бактерий Escherichia coli ATCC 25922, Salmonella typhimurium TMLR66, Salmonella typhi Ty2, Shigella flexneri 516, Staphylococcus aureus Wood-46, Enterococcus faecalis CGIIO, Listeria monocytogenes EGD, Pseudomonas aeruginosa 508. Наночастицы металла вносились в ЛКМ в виде обратномицеллярного раствора в углеводороде в концентрации от 2 х 10 -6 до 2 х 10 -4 М на 1 кг ЛКМ, а в сыпучие материалы путем адсорбции наночастиц в концентрации 1 х 10 -5 до 3 М на 1 кг сыпучего материала.

При исследовании бактерицидного воздействия наночастиц серебра, внесенных в водоразбавляемые ЛКМ, было установлено, что через 24 часа инкубации краски, содержащей наночастицы серебра при содержании от 2 х 10 -6 М в 1 кг ЛКМ, из культуры исследуемых микроорганизмов не выявляется ни одной колонии.

При исследовании бактерицидного воздействия наночастиц серебра, внесенных в водоразбавляемые ЛКМ с адсорбентами при том же содержании 2 х 10 -6 М из культуры исследуемых микроорганизмов через 24 часа инкубации не выявляется ни одной колонии.

При исследовании бактерицидного воздействия наночастиц меди, внесенных в водоразбавляемые ЛКМ с раствором углеводорода, при содержании 4 х 10 -6 М в 1 кг ЛКМ было установлено, что через 24 часа инкубации из культуры исследуемых микроорганизмов не выявляется ни одной колонии.

При исследовании бактерицидного воздействия наночастиц серебра, внесенных в водоразбавляемые ЛКМ с раствором углеводорода, при содержании 2 х 10 -6 М в 1 кг ЛКМ было установлено, что через 24 часа инкубации из культуры исследуемых микроорганизмов не выявляется ни одной колонии.

В качестве основного вещества был использован порошковый лакокрасочный материал (П-ВЛ-212), а наночастицы вводились после адсорбции на наполнители при содержании от 2,5 х 10 -6 М до 0,2 М к 1 кг ЛКМ. Верхние и нижние пределы содержания наноструктурных частиц металла обусловлены заданными техническими условиями эксплуатации ЛКМ и его назначением.

При исследовании бактерицидного воздействия наночастиц серебра, внесенных в акриловую пропитку с раствором углеводорода при содержании 1,0 х 10 -5 М в 1 кг акриловой пропитки, наблюдалось десятикратное снижение грибковой активности. Бактерицидный компонент с органическим растворителем может быть внесен при содержании наноструктурных частиц металла от 2,0 х 10 -5 М до 0,2 М к 1 кг акриловой пропитки в зависимости от назначения, условий хранения древесины, степени ее поражения.

При исследовании консервирующих свойств наночастиц серебра в водоразбавляемых ЛКМ при содержании 2,0 х 10 -6 М в 1 кг ЛКМ не наблюдается развития бактерии и через 12 месяцев хранения.

Примеры реализации изобретения
Пример 1. Получение ЛКМ с бактерицидными свойствами на основе водоразбавляемого полимера (А-10) акрилатстирольного и добавки наночастиц серебра размером от 2 до 100 нм с раствором изооктана в количестве от 2 х 10 -6 М до 1 х 10 -5 М в 1 кг ЛКМ. Введение наночастиц осуществлялось порционно под мешалку на малых скоростях от 50 до 700 об/мин, дальнейшее перемешивание проводилось также на малых скоростях. Образцы полученной краски проверялись на соответствие ТУ-2300-001-18741197-99. Соответствие подтвердилось испытаниями. В процессе хранения краска не меняла своих эксплуатационных качестве 12 месяцев (с начала испытаний). Как показали исследования, содержание бактерицидного компонента 2 х 10 -6 М в 1 кг ЛКМ достаточно для сохранения бактерицидных свойств до 6 месяцев при стандартных условиях хранения (герметичная тара, температура не выше 25 o С). Повышение содержания наноструктурных частиц металла создает дополнительные гарантии хранения (свыше года) и условия многократного использования при вскрытии тары.

Пример 2. Получение ЛКМ с бактерицидными свойствами на основе винилацетата. Введение наночастиц размером от 50 до 100 нм проводилось так же, как и в примере 1 в готовую краску от 2 х 10 -6 М до 1 х 10 -5 М на 1 кг ЛКМ. Повышение содержания наночастиц создает дополнительные гарантии как при хранении, так и при эксплуатации. Испытания проводились на соответствие ТУ-2300-001-18741197-99. Соответствие подтвердилось испытаниями. Срок хранения без изменения эксплуатационных качеств при концентрации 1 х 10 -5 М к 1 кг ЛКМ 12 месяцев (с момента испытаний).

Пример 3. Получение ЛКМ с бактерицидными свойствами на основе акрилового лака. Наночастицы серебра размером от 100 до 200 нм вносились с раствором углеводорода от 2 х 10 -6 М до 1 х 10 -5 М на 1 кг ЛКМ. Введение осуществлялось в готовый продукт порционно при перемешивании на малых скоростях 50-700 об/мин. Бактерицидные свойства подтверждены испытаниями в институте им. Гамалеи. Как подтверждают испытания, акриловый лак и при малом содержании наночастиц 2 х 10 -6 М устойчиво сохраняет бактерицидные свойства поверхности. Повышение содержания наночастиц до 1 х 10 -5 на 1 кг ЛКМ целесообразно использовать при экстремальных условиях: повышенной влажности, высоком уровне заражения бактериями воздушной среды, контактирующей с изготовленным покрытием. Лак устойчиво сохраняет свои бактерицидные и эксплуатационные характеристики в течение 12 месяцев (с начала испытаний).

Пример 4. Получение ЛКМ с бактерицидными свойствами на основе лака НЦ-218. Наночастицы размером от 100 до 150 нм вносились так же, как в примере 3 с раствором углеводорода от 2 х 10 -6 М до 1 х 10 -5 М на 1 кг ЛКМ. Уменьшение или повышение концентрации наночастиц металла определяется заданными разработчику технико-эксплуатационными характеристиками лака. Бактерицидные свойства подтверждаются через 3 месяца (время начала испытаний).

Пример 5. Получение ЛКМ с бактерицидными свойствами на основ ПФ-115-органоразбавляемой эмали, а также масляной краски. Наночастицы серебра вводились с органическим растворителем от 2,5 х 10 -6 М до 1 х 10 -5 М на 1 кг ЛКМ. Введение наночастиц серебра размером от 150 до 200 нм в растворе изооктана в концентрации до 10% не влияет отрицательно на характеристики эмали и масляной краски. В результате образуются водостойкие покрытия высокого качества, которые более устойчивы в проявлении бактерицидных свойств, чем неводостойкие ЛКМ. В водостойких покрытиях наблюдается более сильный эффект удержания наночастиц в системе покрытия. В процессе хранения и эксплуатации краска не меняла своих эксплуатационных качеств 12 месяцев (с начала испытаний).

Пример 6. Получение бактерицидного лака на основе акрилового полимера и наночастиц металлов как бактерицидной добавки введением наночастиц Сu, Ag, Cu+Ag в изооктане от 2,0 х 10 -5 М до 1 х 10 -4 М на 1 кг ЛКМ. Наноструктурные частицы металлов вводили в органическом растворителе. Такой способ внесения наночастиц позволяет на порядок увеличить концентрацию без снижения экономических показателей. Создаются дополнительные гарантии и продлеваются сроки эксплуатации покрытия как гаранта подавления инфекции при контакте с зараженной средой. Бактерицидные свойства как противогрибковой защиты подтверждены испытаниями в Сенежской лаборатории института «ВНИИдрев». Наблюдается зависимость бактерицидных и грибковых свойств от концентрации наночастиц. Противогрибковые ЛКМ и пропитки, как показали исследования, предпочтительно выполнять с высоким содержанием наночастиц от 1 х 10 -4 до 0,2 М и использовать сочетание наночастиц разных металлов таких, как Сu, Ag и т.д. , обладающих подавляющей активностью к грибковым поражениям.

Пример 7. Получение ЛКМ с бактерицидными свойствами на основе водоразбавляемых ЛКМ, в которых наночастицы серебра внесены на сыпучих материалах — стандартных наполнителях ЛКМ. В качестве такого материала могут использоваться СаСО₃, TiO₂ и др. в зависимости от состава ЛКМ и его назначения. Мицеллярный раствор наночастиц перемешивали с сыпучим материалом до полного насыщения адсорбента, далее декантацией или фильтрованием разделяли жидкую и твердую фазу, осадок сушили и вводили с учетом количества адсорбированного серебра в ЛКМ. После тщательно перемешивали фрезерной мешалкой на скорости от 700 до 1500 об/мин в течение 10 мин. Такое введение наночастиц в водоразбавляемые ЛКМ позволяет значительно увеличить концентрацию бактерицидного компонента, если того требует задача, не снижая эксплуатационных характеристик материала. Исключение составляют ЛКМ, где требуется формирование прозрачного покрытия.

Пример 8. Получение ЛКМ с бактерицидными свойствами на органических растворителях — пентафталевых, масляных, нитроэмалях, в которых наночастицы внесены на адсорбентах СаСО₃ (мел) или TiO₂ (пигмент) при содержании от 2,0 х 10 -6 до 1 х 10 -4 М в 1 кг ЛКМ. Способ получения осадка и внесение в ЛКМ описан в примере 7. Испытания подтверждают устойчивые бактерицидные свойства в таком покрытии.

Пример 9. Получение ЛКМ на основе водоразбавляемых полимеров — акриловых, акрилатстирольных, винилацетатных и др., где добавки наночастиц серебра вводятся как консерванты. Сохранность таких ЛКМ без бактериального и грибкового поражения подтверждена через 12 месяцев.

Наиболее успешно изобретение промышленно применимо:
— для создания покрытий (ЛКМ) — красок, лаков, эмалей с бактерицидными свойствами, гарантирующими экологическую безопасность и на своей поверхности подавляющими болезнетворные бактерии широкого ряда инфекций и использования этих покрытий в детских и медицинских учреждениях, в быту;
— для создания пропиток, защитных противогрибковых и противообрастающих покрытий;
— для создания консервантов для ЛКМ — безопасных, экологически чистых.

1. Состав с бактерицидными свойствами, включающий лакокрасочный материал предназначенный для нанесения на защищаемый материал, и металлосодержащий бактерицидный компонент, введенный в лакокрасочный материал, отличающийся тем, что в качестве металлосодержащего бактерицидного компонента использованы наноструктурные частицы металла с временем жизни не менее трех месяцев в составе и при содержании наноструктурных частиц металла от 2 х 10 -6 до 0,3 молей в 1 кг лакокрасочного материала.

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что размеры наноструктурных частиц металлов выбраны от 2 до 200 нм.

3. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве лакокрасочного материала использован органо-разбавляемый лакокрасочный материал, а бактерицидный компонент введен в органо-разбавляемый лакокрасочный материал при содержании наноструктурных частиц металла от 2,5 х 10 -6 до 1 х 10 -4 молей в 1 кг лакокрасочного материала.

4. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве лакокрасочного материала использован водоразбавляемый лакокрасочный материал, а бактерицидный компонент введен в водоразбавляемый лакокрасочный материал при содержании наноструктурных частиц металла от 2,5 х 10 -6 до 2 х 10 -2 молей в 1 кг лакокрасочного материала.

5. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве лакокрасочного материала использован порошковый лакокрасочный материал, а бактерицидный компонент адсорбирован на частицах порошкового лакокрасочного материала при содержании наноструктурных частиц металла до 0,2 молей в 1 кг лакокрасочного материала.

6. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве лакокрасочного материала использован материал для пропитки древесины с органическим растворителем, а бактерицидный компонент введен с органическим растворителем при содержании наноструктурных частиц металла от 2,5 х 10 -5 до 0,2 молей в 1 кг лакокрасочного материала.

7. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве наноструктурных частиц металлов использованы частицы серебра.

8. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве наноструктурных частиц металлов использованы частицы меди.

9. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве наноструктурных частиц металлов использована смесь частиц серебра и меди.

NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 10.10.2007

источник

2 . Антибактериальные свойства меди

3. Приборы для обеззараживания воды

Мир не стоит на месте. Идет активное развитие науки, параллельно идет мутирование — изменение как человеческого организма, так бактерий и вирусов. Все большую актуальность приобретает создание и поиск безопасных для человека продуктов питания, лекарств, обеззараживающих средств. Оказывается, что от агрессивной среды микромира не так-то просто защититься, прогресс несет в себе как позитивные, так и отрицательные стороны. И иногда проблемы по защите человеческого здоровья от инфекции не только можно, но и нужно решать не традиционным, а новым, научно обоснованным изящным и надежным способом.

Летом 2011 года директор по стратегическому развитию холдинга СФМ Петр Куценогий находился в Германии, где разразилась одна из крупнейших за последнее время эпидемий кишечной инфекции. На 10 июня в ФРГ насчитывалось уже более 4000 заболевших, из которых к этому моменту уже 32 погибли. К 15 июня число погибших достигло 36 человек, нескольким сотням инфицированных (по разным оценкам около 500), предположительно, в дальнейшем требовалась пересадка почки для полной реабилитации. К 30 июня число погибших приблизилось к 50 человек. Возбудителем инфекции была признана одна из разновидностей кишечной палочки E.Coli. Многие могут задаться вопросом, как в принципе происходит появление новых разновидностей палочки, т.е. как происходят мутации?

Внутри популяции кишечной палочки бактерии — палочки обмениваются между собой плазмидами (фрагментами генетического материала), быстро мутируя (изменяясь) и приобретая новые разнообразные свойства, в том числе устойчивость к антибиотикам. Данное свойство бактерий E.Coli широко используется для создания штаммов-продуцентов в микробиологии.

Плазмиды, содержащие геном необходимого белка встраивают в E.Coli, а потом микроорганизм производит, например, рекомбинантный (выработанный бактериями, но идентичный человеческому) инсулин или интерферон для фармацевтической промышленности. Приведенные соединения служат здесь лишь примером, на самом деле таким способом производится огромное количество необходимых белковых продуктов. Кишечные палочки живут везде: и на помойках, и в кишечнике млекопитающих, в том числе человека. Причем родной средой для жизни и размножения является именно кишечник млекопитающих, на те же помойки, бактерии попадают вместе с отбросами и фекалиями. Вспышки подобных инфекций (когда кишечная палочка мутирует в агрессивную форму) происходят регулярно. По статистике, в 80% случаев выяснить причину подобной вспышки и источник заражения не удается никогда.

Как сообщали информационные агентства, данная вспышка эпидемии стала третьей по масштабу из вызванных кишечной палочкой в новейшей истории и наиболее смертоносной: при японской эпидемии 1996 года умерли 12 человек, при канадской эпидемии 2000 года — семь человек. Реальное число больных, скорее всего, навсегда остается неизвестным (за медпомощью обращаются в основном лишь при тяжелых формах инфекции). Кроме высокой устойчивости к антибиотикам, данный штамм оказался очень агрессивным. Попытки применения антибиотиков приводили к активному выбросу токсинов бактерией и более тяжелому протеканию болезни с развитием токсического поражения почек, печени и центральной нервной системы.

Постороннему наблюдателю сложившаяся ситуация могла показаться весьма странной — кишечную палочку то и дело обнаруживают в водоемах, пищевых продуктах, даже на пищеблоках и в ресторанах, и ни о каких тысячах заболевших и тем более скончавшихся речи не идет. Максимум — кратковременный понос у нескольких десятков человек, а то и вовсе — несколько штрафов, запрет на купание или утилизация загрязненной партии продуктов. И вдруг — эпидемия! Дело в том, что различных типов (штаммов) кишечной палочки очень много. В зависимости от генетических особенностей бактерии могут производить большее или меньшее количество токсинов, вызывать различные степени поражения тканей организма и, в итоге, развитие более или менее тяжелого заболевания. Объединяют кишечные палочки схожее строение и ключевые генетические особенности, а также способность размножаться в организме млекопитающих и передаваться фекально-оральным путем (при физическом контакте, через немытые руки или овощи и фрукты).
Часть разновидностей кишечной палочки E.Coli являются нормальным компонентом кишечной микрофлоры, при здоровом иммунитете не вызывающим заболевания, часть — полезны и используются для лечения заболеваний кишечника, часть — могут вызвать различной степени тяжести расстройства пищеварения и другие заболевания (к примеру, пиелонефрит). При этом немногочисленные штаммы кишечной палочки обладают повышенной болезнетворностью (патогенностью) и при попадании в организм могут привести к развитию тяжелых осложнений, чаще всего кишечных кровотечений. Такие разновидности бактерии объединяют в группу энтерогеморрагических кишечных палочек: Enterohe- morrhagic E.Coli или ЕНЕС.

Возбудитель данной эпидемии относился к этой группе — среди заболевших чрезвычайно часто наблюдались кишечные кровотечения. Кроме того, необычно высокой оказалась частота другого тяжелого осложнения — гемолитико-уремического синдрома (ГУС), при котором токсины бактерий при участии системы иммунитета разрушают эритроциты, что приводит к почечной недостаточности, поражению центральной нервной системы и представляет угрозу для жизни. ГУС развился более чем у 500 пациентов (обычно в Германии регистрируется не более нескольких десятков случаев этого синдрома в год).

Анализ ДНК возбудителя показал, что он является мутантом, содержащим высокопатогенные гены двух других штаммов кишечной палочки. По словам эксперта ВОЗ по безопасности пищевых продуктов Хильде Круз (HiLde Kruse), из-за комбинации генов новый штамм обладает «рядом характеристик, повышающих вирулентность (способность микроорганизмов к заражению) и продукцию токсинов». По сути, в обмене генами между различными штаммами бактерии ничего сверхъестественного нет — они могут передавать друг другу небольшие участки ДНК, называемые плазмидами, которые содержат гены с полезными для микроба свойствами. Это обеспечивает эволюцию, приспособляемость, а также устойчивость к антибиотикам. Как конкретно произошел обмен генами в данном случае — в организме животного, человека, или в окружающей среде — ответить почти невозможно.

И это еще полбеды. В конце концов, тесты на чувствительность к антибиотикам и назначение сочетаний антибиотиков широкого спектра действия никто не отменял, но когда дело доходит до ГУС, одних антибиотиков мало (более того, они могут увеличить высвобождение токсинов и повысить тяжесть осложнений). Единственной действенной рекомендацией врачей в данном случае оказалось не забывать о простых правилах гигиены, сводящих к минимуму риск фекально-оральной передачи инфекций: всегда мыть руки с мылом после туалета и перед едой, а также мыть и чистить свежие овощи. При нахождении же в охваченной эпидемией местности лучше вовсе отказаться от свежих овощей и фруктов в пользу термически обработанных.

В связи с данной ситуацией, Петр Куценогий обратился к председателю совета директоров компании СФМ Андрею Бекареву. К этому моменту в рамках СФМ уже несколько лет разрабатывались подходы по борьбе с целым спектром бактерий без применения антибиотиков. Специалисты компании былихорошозна- комы с антибактериальными свойствами ионов меди и серебра. В компании велись поиски антибактериальных агентов широкого спектра действия с совершенно иными механизмами, изучались антибактериальные свойства ионов металлов, подбирались оптимальные соединения и сплавы. Пришлось работать ускоренными темпами. Как часто бывает в подобных случаях, удачным получилось стечение обстоятельств. В тот момент в компании работали над линейкой продуктов по обогащению питьевой воды ионами металлов в качестве микроэлементов с применением гальванических пар для усиления эффекта с использованием преимуществ электрофореза

2 . Антибактериальные свойства меди

Об антибактериальных свойствах меди известно достаточно давно. На Руси издревле использовали в медицинских целях так называемую «колокольную» воду. Что это такое? Колокольной вода названа так потому, что ее получали во время отлива колоколов. Почему вода приобретала целебные свойства можно понять, познакомившись с технологией производства колоколов. Колокола отливали из бронзы — сплава меди и олова. А для улучшения звучания в расплав добавляли серебро. Считалось, чем больше серебра — тем звонче звучит колокол. Отсюда и пошло выражение «серебряный звон».

На самом деле, добавки серебра могут улучшить звучание только очень больших колоколов — такова физика металлов. На Руси как раз и отливали самые большие в мире колокола. Нередко их вес превышал 30 тонн, а иногда и намного больше.
До XVIII века еще не существовало надежных технологий очистки самородных металлов. В месторождениях меди изначально присутствует серебро, обычно в количестве 1-2%. Анализы показали, что колокола, отлитые в период IX-XVII вв. как раз и содержат не менее 1% серебра. Но иногда его в десятки раз больше, что уже объясняется традицией, которая сохранилась до наших дней — бросать в плавильную печь серебряные предметы.

Сам процесс отливки выглядел следующим образом. Вначале, в натуральную величину и из пчелиного воска, мастер лепил модель — копию колокола со всеми надписями и деталями украшений. Эта работа могла занять несколько месяцев, в зависимости от величины изделия и его сложности. Затем восковую модель, со всех сторон обмазывали слоем глины, оставляя в верхней части отверстие — литниковый канал. Если колокол должен быть выше человеческого роста, над ним возводился специальный постамент, откуда мастер мог заливать в литниковый канал расплавленный металл. Когда глиняная обмазка высыхала, ее обкладывали хорошо просушенными березовыми дровами. Одновременно готовилась печь для плавки металла и большая емкость с водой. Наступал самый ответственный момент. В печи плавили бронзу с серебром и поджигали дрова. В результате, от жара, глина спекалась в керамическую массу, образуя своеобразный футляр. А воск выгорал через литниковое отверстие, и в футляре образовывалась полость. В этот еще раскаленный керамический футляр мастер заливал расплавленный металл.

Этот процесс можно наблюдать в фильме режиссера А. Тарковского «Андрей Рублев».
Когда сплав уже затвердевал, все изделие поливали водой. От резкого перепада температур, керамика лопалась и отскакивала кусками. Колокол рождался. А вода, стекавшая по нему, становилась колокольной. Весь этот процесс был не только чрезвычайно сложен, но и опасен для его участников. Некоторые работники получали ожоги от брызг расплава или перегретого пара, иные были травмированы отскочившими кусками керамики. Но что удивительно: если на ожоги и травмы попадала колокольная вода, заживление проходило быстро и без нагноений. Рабочие, которые, в основном, состояли из холопов и, в сущности, были рабами князя, приравнивались к домашним животным — псам. Отсюда, видимо, и пошла поговорка: «заживает как на собаке».

Обнаружив целебные свойства колокольной воды, ее стали собирать и использовать как лекарство. Это было первейшее средство для лечения ран. В дальнейшем было замечено, что вода хорошо помогает от «падучей» болезни, детской золотухи, предохраняет от холеры, способствует сращению костей при переломах. Отчего же вода приобретает такие замечательные свойства? Все оказалось просто. Омывая раскаленный металл, вода насыщалась ионами меди и серебра. Ионы этих металлов и способствовали излечению. Их совместное действие превосходит силу «серебряной» воды, даже если в последней концентрация ионов серебра в несколько раз выше.

Рассмотрим активно раскрученное «серебрение воды» в целях обеззараживания. Для того, чтобы ионы серебра выполняли свою бактерицидную функцию, надо чтобы они (ионы) перешли в раствор. Часто для серебрения воды в нее кладут серебряный рубль, ложку или просто рекомендуют оставлять воду на длительное время в серебряной посуде. Для того чтобы понять, что толку от подобной процедуры мало, рассмотрим, так называемый электрохимический ряд напряжений металлов.

Если расположить металлы в порядке возрастания их стандартных электродных потенциалов,то образуется электрохимический ряд напряжений металлов.
Мы выбрали наиболее интересные нам металлы: Li (литий), Rb (рубидий), К (калий), Ва (барий),Sr (стронций), Са (кальций), Na (натрий), Mg (магний), А1 (алюминий), Мп (марганец), Zn (цинк), Сг (хром), Fe (железо), Cd (кадмий), Со (кобальт), Ni (никель), Sn (олово), РЬ (свинец), Н (водород), Sb (сурьма), Bi (висмут), Си (медь), Нд (ртуть), Ад (серебро), Pd (палладий), Pt (платина), Аи (золото).

Ряд напряжений характеризует химические свойства металлов. Ионы металлов, находящихся слева в ряду напряжений могут вытеснять ионы металлов, находящихся справа по отношению к ним. То есть, например, ионы калия могут вытеснить ионы бария. Уже из данного ряда видно, что благородные металлы, в том числе серебро не будут просто так вытеснять водород из воды и переходить в раствор. При соединении металлов с различными электрохимическими потенциалами возникает гальваническая пара. Разность потенциалов такой пары можно использовать, в том числе и для процессов принудительной ионизации растворов по принципу, схожему с электрофорезом. Еще один факт про «серебряный рубль». Дело в том, что рубль или ложка состоят не из чистого серебра| , а из серебра определенной пробы. Наиболее распространенная в России современная проба серебра — это 925. То есть в изделии находится примерно 92,5% серебра, остальное другие металлы, в основном медь. Старая, царская проба, чаще всего была «94 золотника» (у кого есть старые ложки с царским клеймом, могут проверить). Данный сплав примерно соответствует современной 925 пробе. Когда начали исследовать чистую серебряную воду, то есть воду, обогащенную только ионами серебра современными методами, то ожидаемых антисептических эффектов, приписываемых чистому серебру, обнаружить не удалось, действие оказалось слабее и проявлялось более выраженно в сочетании с медью.

Зато есть огромное количество работ, подтверждающих бактерицидные свойства меди. Древние цивилизации использовали антимикробные свойства меди задолго до того, как в девятнадцатом веке родилось современное понимание гигиены. В дополнение к нескольким лекарственным препаратам на основе меди, было также отмечено, что столетия назад вода, содержащаяся или перевозимая в медных сосудах, была более высокого качества (в такой воде не происходило видимого образования слизи), чем вода, содержащаяся или перевозимая в сосудах из других материалах. Молекулярные механизмы, ответственные за антибактериальное действие меди были предметом интенсивных исследований. Была продемонстрирована эффективность поверхностей из медного сплава для уничтожения широкого спектра микроорганизмов, представляющих угрозу для здоровья населения. В 1973 году исследователи из лаборатории «Колумбус Баттел» провели всестороннее изучение литературы и патентный поиск, которые проследили историю исследования бактериостатических и дезинфицирующих свойств меди и поверхностей медных сплавов.

Было показано, что медь, в очень небольших количествах, имеет способность контролировать рост широкого спектра бактерий, грибов, водорослей и иных вредных микроорганизмов. Всего было проанализировано 312 ссылок за период 1892-1973 годы.
Потенциальные антимикробные механизмы меди являются предметом постоянного изучения в академических научно-исследовательских лабораториях по всему миру. Поверхности медных сплавов имеют свойства уничтожать широкий спектр микроорганизмов. В последние 10 лет интенсивно исследовалась эффективность меди по уничтожению таких критических возбудителей внутрибольничных инфекций, как: кишечная палочка, метициллин-устойчивая форма золотистого стафилококка (MRSA), вирус гриппа А, аденовирус, патогенные грибки и прочее. Особенно это актуально для госпитальной и больничной среды, больных с ослабленным иммунитетом. Параллельно исследовали также нержавеющую сталь, поскольку она является распространенным материалом поверхностей в современном здравоохранении.

В 2008 году после длительных исследований Федеральное Агентство по Охране Окружающей Среды США (US ЕРА) официально присвоило меди и её нескольким сплавам статус материалов с бактерицидной поверхностью. Особенно выражено бактерицидное действие поверхностей из меди (и ее сплавов) проявляется в отношении метициллин-устойчивого штамма стафилококка золотистого, известного как «супермикроб» MRSA. Летом 2009 была установлена роль меди и сплавов меди в инактивации вируса гриппа A/H1N1 («свиной грипп»), К 2008 году было официально зарегистрировано 274 различных сплавов меди в качестве сертифицированных антимикробных материалов для общественного здравоохранения.

Кишечная палочка является активным, очень заразным возбудителем. Некоторые патогенные штаммы данной бактерия производят мощные токсины, вызывающие диарею, сильные боли и тошноту у инфицированных лиц. Симптомы включают тяжелые инфекции, гемолитический колит (кровавый понос), гемолитический уремический синдром (почечная болезнь) и смерть. Кишечная палочка стала серьезной угрозой для здоровья из-за роста заболеваемости и потому, что дети в возрасте до 14 лет, пожилые и ослабленные лица подвергаются риску заболеть формой, сопровождаемой наиболее тяжелыми симптомами. Исследования в США и Великобритании показали, что поверхность медного сплава способна убить кишечную палочку. 99,9% популяции кишечной палочки погибает уже через 1-2 часа при контакте с медью. На поверхности из нержавеющей стали, микробы могут выжить в течение недели. Результаты анализа кишечной палочки при контакте со сплавом, содержащим 99,9% меди (С11000) показывают, что этот болезнетворный микроорганизм быстро и почти полностью погибает (свыше 99,9%) в течение 90 минут при комнатной температуре (20°С). При низких температурах(4°С),более99,9% популяции кишечной палочки погибают в течение 270 минут. Кишечная палочка уничтожалась с помощью различных сплавов с различным содержанием меди, в том числе сплавами: СЮ200, С11000, С18080 и С19700. При этом, при комнатной температуре процесс начинается в течение нескольких минут. При более низкой температуре процесс инактивации занимает примерно на час больше. На нержавеющей стали и после 270 минут не наблюдалось значительного сокращения количества жизнеспособной кишечной палочки.

Изучалась бактерицидная эффективность против кишечной палочки 25 различных медных сплавов. Среди этих сплавов выявлялось наилучшее сочетание антимикробной активности, коррозионной стойкости к окислению и также технологичности в производстве. Антибактериальный эффект меди оказалась характерным для всех испытуемых медных сплавов. Как и в предыдущих исследованиях, не удалось обнаружить антибактериальные свойства у нержавеющей стали (UNS S30400). Кроме того, в подтверждение более ранних исследований скорость инактивации кишечной палочки на медных сплавах выше при комнатной температуре, чем при более низких температурах. Обычно, антибактериальный эффект медных сплавов увеличивается с увеличением содержания меди в сплаве. Это является еще одним свидетельством собственной антибактериальные свойства меди.

Латунь, которая часто используются для производства дверных ручек и нажимных пластин, также демонстрирует бактерицидны й эффект но, обычно, требуется более продолжительное время экспозиции, чем для чистой ме д и. Все девять отобранных для испытаний медных образцов были почти полностью бактерицидным (свыше 99,9% гибели бактерий) при 20°С в течение 60-270 минут. Многие латуни были почти полностью бактерицидным при 4°С втечение 180-360 минут. Уровень снижения общей микробной обсемененности для бронзы снижался на 4 порядка величины (10000 раз!) в течение 50-270 минут при 20°С, и 180- 270 минут при 4°С. Бактерицидность по отношению к кишечной палочке на медно-никелевых сплавах увеличивается с увеличением содержания меди. Нулевая бактериальная обсемененность при комнатной температуре была достигнуты после 105-360 минут для пяти из шести сплавов. Несмотря на то, что не была достигнута полная стерильность, сплав С71500 уменьшал обсемененность на 4 порядка величины в течение шести часов испытаний, что составляет сокращения числа живыхорганизмов на 99,99%.

В отличие от сплавов меди, нержавеющая сталь (S30400) не обладает какими- либо бактерицидными свойствами. Данный материал, который является одним из наиболее распространенных поверхностных материалов в медицинской отрасли, позволяеттоксичной кишечной палочке оставаться жизнеспособной несколько недель. Концентрация бактерий наблюдалось даже после 28 дней исследования.

Метициллин-устойчивый золотистый стафилококк (MRSA) является опасным бактериальным штаммом, поскольку он устойчив к бета-лактамным антибиотикам. Последние штаммы бактерий, EMRSA-15 и EMRSA-16, крайне заразны и долговечны. Это имеет очень важное значение для тех, кто занимается сокращения числа внутрибольничных инфекций MRSA. В 2008 году после оценки большой объем исследований проведенных по заказу Федерального Агентства по Охране Окружающей Среды США (US ЕРА), было официально утверждено, что медные сплавы способны убить более 99,9% от MRSA в течение 2 часов. Последующие исследования, проведенные в Университете Саутгемптона (Великобритания) сравнивали антимикробную эффективностью меди по отношению к MRSA. При 20°С удалось уничтожить 99,9% MRSA на медных сплавах С11000 в течение 75 минут. При этом, ни триклозан, ни препараты на основе серебра не показали ка- кой-либо значимой эффективность против MRSA. Нержавеющая сталь S30400 не продемонстрировала никакой антимикробной эффективности.

В 2004 году в Университете Саутгемптона исследовательская группа была первой четко продемонстрировавшей, что медь ингибирует MRSA. На медных сплавах — С19700 (99% меди), С24000 (80% меди), а также С77000 (55% меди) значительное снижение жизнеспособности бактерий было достигнуты при комнатной температуре после 1,5 часов, 3,0 часа и 4,5 часа соответственно. Ускорение антимикробного действия было связаны с более высоким содержанием меди в сплавах. Нержавеющая сталь не проявляет никакой бактерицидной активности. Грипп является инфекционной болезнью, вызываемой вирусным патогеном и отличается от заболевания, которое понимают под обычной простудой. Симптомы гриппа, которые являются гораздо более серьезными, чем обычная простуда — жар, боль в горле, боли в мышцах, сильная головная боль, кашель, слабость и общий дискомфорт. Грипп может привести к пневмонии, которая может иметь летальный исход, особенно у маленьких детей и пожилых людей. После инкубации в течение 1 часа на меди, количество активных частиц вируса гриппа А сократилось на 75%. После б часов снижение активности гриппа на меди составило 99,999%. Вирус гриппа был найден в большом количестве в жизнеспособном состоянии на нержавеющей стали. После поверхностного загрязнения вирусными частицами, пальцы могут передавать частицы до семи раз другим, не зараженным поверхностям. Из-за способности меди уничтожать вирусные частицы гриппа, медь может помочь предотвратить перекрестное заражение этими вирусными патогенами.

Аденовирус представляет собой группу вирусов, поражающих ткани подкладки мембраны дыхательных путей, мочевыводящих путей, глаз, кишечника. На аденовирусы приходится около 10% острых респираторных инфекций у детей. Эти вирусы часто вызывает диарею. В недавнем исследовании 75% частиц аденовирусов было инактивировано на меди (С11000) в течение 1 часа. В течение 6 часов 99,999% от числа аденовирусных частиц инактивируется. В течение б часов 50% инфекционных частиц аденовируса выжило на нержавеющей стали. Противогрибковая эффективность меди сравнивалась с эффективностью алюминия для организмов, способных вызывать инфекции у человека. По сравнению с алюминием, на меди наблюдалось достоверное падение активности.

Еще одним историческим примером использования сплава серебра и меди в целях обеззараживания является известное «опускание креста» в купель. В старину большие и массивные кресты изготавливались преимущественно из серебра, но как мы уже понимаем из серебра не чистого, а с примесью меди. Более того, кресты украшались дополнительными элементами из золота и драгоценных камней, что должно было приводить к образованию гальванической пары в воде и усилению эффекта. Дополнительно эффект усиливался за счет нанесенных рисунков и барельефов, что создавало разветвленную поверхность и способствовало выходу ионов металлов в раствор. Стоит ли говорить, что если изготовить простой гладкий крест из чистого серебра, то ожидаемых эффектов получить неудастся. Не отсюда ли родилась легенда, что раньше кресты были намолены,а сейчасуже «нете пошли»?

Мы пошли дальше и предположили, что самым сильным обеззараживающим эффектом будет обладать комбинация меди и серебра в определенных пропорциях. Для этого пришлось много экспериментировать с различными соотношениями металлов и с различной патогенной флорой. Эксперименты проводились с золотистым стафилококком, синегнойной палочкой, с патогенными штаммами E.Coli и сальмонеллой.

Вывод: наилучшим обеззараживающим эффектом обладает сплав меди и серебра в определенной пропорции. Мы проводили эксперименты с различными возбудителями и различными сплавами. Наилучший по эффективности сплав получил наше внутреннее обозначение сплав 17/1.

3. Приборы для обеззараживания воды

Для обеззараживания воды в бытовых и походных условиях, а также для её обогащения ионами меди нами были сделаны специальные устройства, использующие принцип гальванической пары и электрофореза. В качестве второго электрода, обеспечивающего разность потенциалов, используются золото. Основной элемент изготавливается из сплава меди и серебра в определенном соотношении (сплав 17/1).

Походные и бытовые обеззараживатели воды выполнены в виде удобных по форме применения пластин из определенного медно-серебрянного сплава (17/1) с вкраплениями золота, которые обеспечивают разность потенциалов гальванической пары и принудительный выход ионов меди и серебра в раствор.
Вот результаты наших испытаний медно — серебряного медальона, изготовленного из сплава 17/1, используемого в режиме гальванической пары. В водную среду, контаминированную (загрязненную) возбудителями инфекций, при комнатной температуре помещали изделие из сплава 17/1 с золотой заклепкой для создания гальванической пары, и проверяли противомикробную эффективность.

Для золотистого стафилококка через 30 минут количество жизнеспособных бактерий уменьшалось в 2-4 раза, в течение часа стафилококк погибал полностью. В некоторых экспериментах полная гибель наступала уже через 30 мин экспозиции. Для синегнойной палочки эффект полной гибели возбудителя наступал через 20-30 минут.
.

Ионизаторы в виде палочки

Для кишечной палочки, в трети экспериментов палочка достоверно погибала через 30 мин, во всех экспериментах, через 1 час не обнаруживалось ни одной живой колонии кишечной палочки.

На рисунке 1 приведены результаты сравнительного эксперимента действия в отношении кишечной палочки обеззараживающей пластины, выполненной из сплава 17/1 с золотой заклепкой для получения эффекта гальванической пары и пластины, выполненной из сплава меди и серебра в соотношении 50% на 50%.

Изначальная обсемененность в каждой из серий экспериментов принималась за 1. Для первого случая через 30 минут количество жизнеспособной кишечной палочки E.Coli уменьшалось в 1,6 раз более эффективно, чем во втором случае. В первом случае E.Coli полностью не обнаруживалась через 40 минут, что хорошо согласуется со всеми остальными экспериментами, во втором случае, примерно,через 1 час.

На рисунке 2 приведены результаты сравнительного эксперимента действия в отношении сальмонеллы обеззараживающей пластины, выполненной из сплава 17/1 с золотой заклепкой для получения эффекта гальванической пары и пластины, выполненной из сплава меди и серебра в соотношении 50% на 50%. Изначальная обсемененность в каждой из серий экспериментов также принималась за 1. Через 40 минут пластина из сплава 17/1 с золотой заклепкой оказалась в 4,5 раза более эффективной, чем пластина из сплава 50% серебра и 50% меди. После 1 часа жизнеспособная сальмонелла не наблюдалась нив том, ни в другом случае. Нулевые значения обсемененности не приведены ни на рисунке 1, ни на рисунке 2, так как для представления использовалась логарифмическая шкала.

Вот мнение выдающегося ученого биолога, академика РАН Владимира Константиновича Шумного, который ознакомился с результатами наших экспериментов:
«В мире вспышки активности мутантных штаммов Е. Coli происходят с завидной регулярностью. В последнее время появляются работы, в которых авторы пытаются вывести временные параметры регулярности подобных мутаций для лучшего прогнозирования с целью принятия мер по профилактике распространения подобных инфекций. Действительно, подобные штаммы очень неоднозначно реагируют на применение антибиотиков. Терапия антибиотиками часто необходима и является единственным шансом по спасению жизни больного, однако, она приводит к резкому выбросу токсинов бактериями и развитию тяжелейших токсических осложнений. Поэтому, думаю, ваш подход по поиску универсальных противомикробных агентов не антибиотической природы очень интересен.»

Медь является не только бактерицидным агентом, но и важным микроэлементом, регулирующим обмен веществ, в том числе, обмен железа в организме. По распространенности элементов в земной коре на первом месте стоит кислород (прежде всего, в виде оксидов), затем идут кремний, алюминий, далее — железо. Из этого следует, что количество железа в окружающей среде избыточно, а анемии могут происходить не из-за недостатка железа, а по другим причинам, например нехватки меди. Медь входит в состав гемоглобина и участвует в процессе усваивания железа. Вот почему так важно не просто обогащать питание определенными элементами, а делать это комплексно и сбалансировано. Биологической роли меди для организма человека в наши дни придается большее значение, чем уделялось ранее. Медь является жизненно важным элементом, который входит в состав многих витаминов, гормонов, ферментов, дыхательных пигментов, участвует в процессах обмена веществ, в тканевом дыхании и т.д. Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) сформулировала в 1998 году следующее правило: «Риски для здоровья человека от недостатка меди в организме многократно выше, чем риски от её избытка». В 2003 году в результате интенсивных исследований ВОЗ пересмотрела прежние оценки токсичности меди. Было признано, что медь не является причиной расстройств пищеварительного тракта.

По рекомендации ВОЗ суточная потребность в меди для взрослых составляет 1,5 мг. Дефицит меди в организме может развиваться при недостаточном поступлении этого элемента (1 мг/сутки и менее). Богатые источники меди содержат 0,3-2 мг/100 г. продукта. Это: морепродукты, орехи, семена (включая порошок какао), бобы, отруби, зародышевые части зерен, печень и мясо. Питательные вещества, содержащие железо, цинк, аскорбиновая кислота и углеводы, влияют на биодоступность меди, если они включаются в диету в больших количествах. Порог токсичности меди для человека считается равным 200-250 мг/сутки, чего в реальности добиться практически невозможно. Летальная доза для человека не определена. Острое отравление медью наблюдалось при случайном потреблении детьми, попытках самоубийства, при использовании питьевой воды из загрязненных источников. Хроническое отравление медью наблюдалось у рабочих виноградников, использующих медные соединения в качестве пестицидов. По вопросу о токсичности меди единого мнения нет. Данные об отравлениях рабочих медью, приводимые в старой литературе, в которых говорится о ряде нервных симптомов, вполне могут быть сведены к действию свинца или мышьяка, которые в медных сплавах встречаются очень часто, и поэтому большинство современных токсикологов (Lewin, Lehmann, Toussaint) считает, что медь не является промышленным ядом.

Длительное введение малых доз меди и ее соединений per os (через рот), как показывают опыты на животных и человеке, или влечет за собой лишь слабо выраженные симптомы местного действия или же не сопровождаются никакими болезненными явлениями. Ежедневный прием меди с пищей составляет0,50-6 мг, из которыхусваивается только 30%. Токсическая доза меди больше 250 мг.

В связи с тем, что медь относится к содержащимся в организме микроэлементам, играющим роль в процессах метаболизма (обмена веществ), в последнее время стали пользоваться препаратами меди для общего воздействия на организм. При местном использовании оказывают антисептическое (обеззараживающее) и вяжущее действие. Меди сульфат входиттакже в состав поливитаминов глутамевит, квадевит, компли-Birr, олиговит.

Соединения меди применяют иногда как антисептическое и вяжущее средство при конъюнктивитах (воспалении наружной оболочки глаза), иногда для промывания при уретритах (воспалении мочеиспускательного канала) и вагинитах (воспалении влагалища). Широкое распространение получило использование медной внутриматочной спирали в качестве средства контрацепции. Медьсодержащие препараты и БАД к пище используются в лечении и профилактике заболеваний опорно-двигательного аппарата, гипотиреоза, гипохромной анемии. Существует целый ряд металлов, необходимых для нормальной регуляции обмена веществ в организме в качестве микроэлементов. К данным микроэлементам относятся цинк и магний. Цинк необходим для синтеза многих белков, входит в состав многих ферментов, в том числе инсулина, незаменим для репродуктивной функции, для синтеза витамина Е. Ионы натрия-калия-магния обеспечивают ионный обмен и проводимость нервных импульсов в нервных окончаниях, и за счет этого происходит вся высшая нервная деятельность. С наличием натрия в цепях питания обычно проблем не возникает, обыкновенная поваренная соль — это хлорид натрия. Калия, как правило, тоже достаточно (в составе овощей), с магнием ситуация обстоит гораздо хуже. При недостатке магния может еще дополнительно возникнуть «синдром раздраженной толстой кишки», что, в свою очередь еще больше усугубит проблему недостатка микроэлементов. Назад

источник