جمعه، 07 شهریور 1404
کاشی های آنتی باکتریال

کاشی های آنتی باکتریال

کاشی های با لعاب آنتی باکتریال

با گسترش نگرانی ها درباره بهداشت عمومی، به ویژه پس از همه گیری بیماری های ویروسی و باکتریایی، استفاده از مصالح ساختمانی با ویژگی های ضد باکتری به یک ضرورت تبدیل شده است. یکی از مهم ترین نوآوری های اخیر در صنعت کاشی و سرامیک، تولید کاشی هایی با لعاب آنتی باکتریال است که نقش مهمی در کاهش آلودگی های سطحی ایفا می کند.

با توجه به رشد تقاضا برای سطوح بهداشتی و مقاوم در برابر آلودگی های میکروبی، برخی از کارخانه های پیشرو در صنعت کاشی و سرامیک ایران، اقدام به توسعه یا تولید کاشی هایی با لعاب آنتی باکتریال نموده اند.

از جمله این شرکت ها می توان به سینا کاشی اشاره کرد که در همکاری با مراکز فناوری نانو، محصولات حاوی ترکیبات ضد باکتری را در قالب لعابهای خاص آزمایش و تولید کرده است. لازم به ذکر است که کاشی های پرسلان پولیش شرکت سینا کاشی بدلیل استفاده از پوشش ذرات نانو روی سطح بعد از پولیش، تا حدودی باعث ایجاد خاصیت آنتی باکتریال می شوند.

خاصیت آنتی باکتریال کاشی

مکانیزم عملکرد لعاب های آنتی باکتریال در کاشی ها

لعابهای آنتی باکتریال با افزودن ترکیبات فعال زیستی به فرمول لعاب ( مانند نانو ذرات فلزی )، باعث غیر فعال سازی یا نابودی میکروارگانیسم ها بر سطح کاشی می شوند. این ترکیبات معمولا" شامل موارد زیر هستند:

  • نانو نقره +Ag
  • نانو مس +Cu / ++Cu
  • نانو اکسید روی ZnO
  • گاهی اکسید تیتانیوم TiO2

مراحل مکانیزم ضد باکتریایی کاشی

اتصال به غشای سلولی باکتری

نانو ذرات نقره یا فلزات دیگر در محیط های مرطوب یا در حضور رطوبت سطحی، یون های Ag+ آزاد می کنند(در صورت استفاده از نانو ذرات نقره). این یون ها به غشای سلولی باکتری ها نفوذ می کنند و با اجزای حیاتی مثل پروتئین ها و آنزیم ها واکنش می دهند. این واکنش ها موجب غیر فعال شدن آنزیم ها و در نتیجه اختلال در متابولیسم باکتری می شوند.

تخریب ساختار سلولی

یون های نقره با غشای سلولی باکتری ها ( که اغلب دارای بار منفی هستند) واکنش داده و باعث نشت مواد داخل سلولی و تخریب ساختار غشا شده و در نهایت باعث اختلال در تبادل یونی سلول می شوند. در نتیجه، باکتری نمی تواند محیط داخل و بیرون سلولش را کنترل کند و از بین می رود.

تولید رادیکال های آزاد

در حضور نور ( بویژه نور UV یا حتی نور مرئی، بسته به فرمول)، نانو ذرات نقره باعث تولید گونه های واکنش پذیر اکسیژن می شوند، مانند : رادیکال های آزاد (OH- )، سوپراکسیدها (O-2) و پراکسید هیدروژن. این مواد اکسیداتیو باعث آسیب هایی از قبیل اکسید شدن لیپیدهای غشا، تخریب DNA و آسیب به پروتئین های ساختاری و آنزیم ها می شوند.

مهار تقسیم سلولی و مرگ باکتری

یونهای Ag+ با بازهای DNA (مانند گوآنین) پیوند زده و مانع از تکثیر ژنتیکی باکتری می شوند. در نهایت، باکتری نمی تواند فعالیت کند و از بین می رود. اغلب در کمتر از 24 ساعت، جمعیت باکتری ها تا بیش از 99.9% کاهش می یابد.

نکات مهم مکانیزم ضد باکتریایی کاشی

  • اثر ضد باکتری این کاشی ها دائمی و غیر قابل شستشو هست، چون ترکیبات درون یا روی لعاب تثبیت شده اند.
  • این اثر در برابر طیف گسترده ای از باکتری ها مثل Salmonella,Staphylococcus, Coli و ... موثر است.
  • در بعضی فرمول ها، این اثر حتی در برابر قارچ ها و ویروس ها هم گزارش شده است.

مقایسه کاشی معمولی و کاشی با لعاب آنتی باکتریال

ویژگی
کاشی معمولی
کاشی آنتی باکتریال
ویژگی
مقاومت به میکروب ها
کاشی معمولی
پایین
کاشی آنتی باکتریال
بسیار بالا
ویژگی
نیاز به شست و شو
کاشی معمولی
مکرر
کاشی آنتی باکتریال
کمتر
ویژگی
دوام در محیط مرطوب
کاشی معمولی
متوسط
کاشی آنتی باکتریال
بالا
ویژگی
قیمت
کاشی معمولی
پایین تر
کاشی آنتی باکتریال
کمی بالاتر

آزمون های بررسی عملکرد لعاب آنتی باکتریال کاشی

نام آزمون
استاندارد مرجع
هدف
توضیح
نتایج مورد انتظار
نام آزمون
آزمون کاهش باکتری
استاندارد مرجع
ISO 22196/JIS Z 2801
هدف
بررسی اثربخشی آنتی باکتریال
توضیح
اندازه گیری کاهش باکتری هایی مثل E.coli و S.aureus روی سطح کاشی پس از 24ساعت
نتایج مورد انتظار
کاهش 99% نسبت به نمونه شاهد
نام آزمون
پایداری در برابر شستشو
استاندارد مرجع
ISO 20743
هدف
بررسی دوام عملکرد پس از شستشو
توضیح
نمونه چند بار با آب یا مواد شوینده شسته شده، سپس مجددا آزمون باکتری کشی انجام می شود
نتایج مورد انتظار
عملکرد ثابت پس از شستشو
نام آزمون
مقاومت در برابر سایش
استاندارد مرجع
ISO 10545-7
هدف
پایداری عملکرد در برابر سایش
توضیح
سایش کنترل شده روی سطح و بررسی مجدد عملکرد آنتی باکتریال
نتایج مورد انتظار
عدم کاهش محسوس عملکرد
نام آزمون
آزمون ضد قارچی
استاندارد مرجع
ASTM G21
هدف
بررسی مقاومت در برابر قارچ
توضیح
بررسی رشد قارچ هایی مانند Aspergillus niger روی سطح لعاب
نتایج مورد انتظار
عدم رشد یا رشد محدود قارچ
نام آزمون
آزمون آزاد سازی یون
استاندارد مرجع
ICP-MS یا AAS (غیر استاندارد خاص)
هدف
بررسی انتشار یون های نقره، تیتانیوم و ...
توضیح
اندازه گیری میزان یون آزاد شده در تماس با محیط مرطوب
نتایج مورد انتظار
انتشار کنترل شده در محدوده ایمن
نام آزمون
سمیت سلولی
استاندارد مرجع
ISO 10993-5
هدف
ایمنی برای سلامت
توضیح
آزمون سمیت در تماس با سلول های انسانی (در شرایط آزمایشگاهی)
نتایج مورد انتظار
عدم سمیت سلولی (Cell viability>70%)

کاربرد کاشی های آنتی باکتریال

  • سرویس های بهداشتی، حمام ها، توالت ها، آشپزخانه ها و …
  • دانشگاه ها، مدارس و مهدکودک ها و ...
  • بیمارستان ها، مراکز درمانی، کلینیک ها، مطب ها، دندانپزشکی ها و …
  • استخرهای عمومی، مجموعه های ورزشی، سالن های بدنسازی و پرورش اندام، استخرهای صنعتی آب و فاضلاب و …
  • هتل ها، مراکز اقامتی و …
  • کلینیک های حیوانات، دامپزشکی ها، کشتارگاه ها، مرغداری ها، مراکز شیردوشی و …
  • کارخانجات صنایع غذایی، کارخانجات صنایع دارویی، رستوران های صنعتی و عمومی، غذاکده ها و …

نتیجه گیری استفاده از کاشی های آنتی باکتریال

لعاب های آنتی باکتریال یکی از گام های مهم در ارتقای کیفیت و ایمنی کاشی های مدرن هستند. استفاده از این نوع محصولات بویژه در فضاهای حساس، نه تنها سلامت کاربران را تضمین می کند، بلکه نیاز به ضدعفونی های مداوم و پرهزینه را کاهش می دهد. توسعه، تولید و آزمون های دقیق این فناوری می تواند ایران را بعنوان یکی از تولید کنندگان پیشرو در منطقه مطرح کند.

منابع

  • علی زاده، س. و رضایی، م.(1400)."کاربرد نانوذرات نقره در تولید لعابهای آنتی باکتریال". فصلنامه فناوری نانو در صنعت ساختمان
  • گرد آورنده: اسماعیلی، اعظم. کارشناس ارشد واحد آزمایشگاه شرکت کاشی و سرامیک سینا