چهارشنبه، 16 مهر 1404
البلاط المضاد للبكتيريا

البلاط المضاد للبكتيريا

البلاط ذو الطلاء الزجاجي (اللعاب) المضاد للبكتيريا

مع تزايد المخاوف بشأن الصحة العامة، خاصة بعد تفشي الأمراض الفيروسية والبكتيرية، أصبح استخدام مواد البناء ذات الخصائص المضادة للبكتيريا ضرورة ملحّة. واحدة من أهم الابتكارات الحديثة في صناعة البلاط والسيراميك هي إنتاج بلاط بطلاء زجاجي (لعاب) مضاد للبكتيريا يلعب دوراً مهماً في تقليل التلوثات السطحية.

وبالنظر إلى تزايد الطلب على الأسطح الصحية والمقاومة للتلوثات الميكروبية، بادرت بعض المصانع الرائدة في صناعة البلاط والسيراميك في إيران إلى تطوير أو إنتاج بلاط بطلاء زجاجي مضاد للبكتيريا.

ومن بين هذه الشركات يمكن الإشارة إلى شركة سيناتايل، التي قامت بالتعاون مع مراكز تكنولوجيا النانو باختبار وإنتاج منتجات تحتوي على مركبات مضادة للبكتيريا ضمن طلاءات خاصة. ومن الجدير بالذكر أن بلاط البورسلين المصقول لدى شركة سيناتايل، وبسبب استخدام طبقة من الجزيئات النانوية على السطح بعد عملية التلميع، يكتسب إلى حد ما خاصية مضادة للبكتيريا.

خاصية البلاط المضاد للبكتيريا

آلية عمل الطلاءات الزجاجية (اللعاب) المضادة للبكتيريا في البلاط

تعمل الطلاءات الزجاجية المضادة للبكتيريا، من خلال إضافة مركّبات نشطة حيوياً إلى تركيبة الطلاء (مثل الجزيئات النانوية المعدنية)، على تعطيل أو القضاء على الكائنات الدقيقة الموجودة على سطح البلاط. هذه المركّبات تشمل عادةً ما يلي:

  • الفضة النانوية +Ag
  • النحاس النانوي +Cu / ++Cu
  • أكسيد الزنك النانوي ZnO
  • أحياناً ثاني أكسيد التيتانيوم TiO2

مراحل آلية البلاط المضاد للبكتيريا

الارتباط بغشاء الخلية البكتيرية

في البيئات الرطبة أو عند وجود رطوبة سطحية، تطلق الجزيئات النانوية من الفضة أو المعادن الأخرى أيونات +Ag (في حالة استخدام الفضة النانوية). هذه الأيونات تنفذ إلى غشاء الخلية البكتيرية وتتفاعل مع المكوّنات الحيوية مثل البروتينات والإنزيمات. هذه التفاعلات تؤدي إلى تعطيل الإنزيمات وبالتالي إحداث خلل في عملية الأيض داخل البكتيريا.

تخريب البنية الخلوية

تتفاعل أيونات الفضة مع غشاء الخلية البكتيرية (الذي غالباً ما يكون ذا شحنة سالبة)، مما يؤدي إلى تسرّب المواد الداخلية للخلية وتفكك الغشاء، وبالتالي اختلال التوازن الأيوني للخلية. نتيجة لذلك، تفقد البكتيريا قدرتها على ضبط بيئتها الداخلية والخارجية وتموت.

إنتاج الجذور الحرة

بوجود الضوء (خصوصاً الأشعة فوق البنفسجية أو حتى الضوء المرئي، بحسب التركيبة)، تقوم الجزيئات النانوية الفضية بتوليد أنواع تفاعلية من الأوكسجين، مثل: الجذور الحرة (OH-) ، فوق الأكسيدات (O₂-) وبيروكسيد الهيدروجين. هذه المواد المؤكسدة تسبّب أضراراً مثل أكسدة الدهون الغشائية، تدمير الحمض النووي DNA، وإتلاف البروتينات والإنزيمات البنيوية.

إعاقة الانقسام الخلوي وموت البكتيريا

ترتبط أيونات +Ag بقواعد DNA (مثل الغوانين)، مما يعيق عملية التكاثر الجيني للبكتيريا. في النهاية، تتوقف الخلية البكتيرية عن العمل وتموت. وغالباً ما ينخفض عدد البكتيريا بما يزيد عن 99.9% خلال أقل من 24 ساعة.

ملاحظات مهمة في آلية البلاط المضاد للبكتيريا

  • التأثير المضاد للبكتيريا في هذه البلاط دائم وغير قابل للغسل، لأن المركبات مثبتة داخل أو على سطح الطلاء الزجاجي (اللعاب).
  • هذا التأثير فعّال ضد طيف واسع من البكتيريا مثل: Salmonella، Staphylococcus، E. Coli وغيرها.
  • في بعض التركيبات، تم الإبلاغ عن فعالية هذا التأثير حتى ضد الفطريات والفيروسات.

مقارنة البلاط العادي مع البلاط ذو الطلاء المضاد للبكتيريا

الخاصية
البلاط العادي
البلاط المضاد للبكتيريا
الخاصية
المقاومة ضد الميكروبات
البلاط العادي
منخفضة
البلاط المضاد للبكتيريا
عالية جداً
الخاصية
الحاجة إلى الغسل
البلاط العادي
متكرر
البلاط المضاد للبكتيريا
أقل
الخاصية
المتانة في البيئات الرطبة
البلاط العادي
متوسطة
البلاط المضاد للبكتيريا
عالية
الخاصية
السعر
البلاط العادي
أقل
البلاط المضاد للبكتيريا
أغلى قليلاً

اختبارات تقييم أداء طلاء البلاط المضاد للبكتيريا

اسم الاختبار
اختبار تقليل البكتيريا
الهدف
الوصف
النتيجة المتوقعة
اسم الاختبار
اختبار تقليل البكتيريا
المعيار المرجعي
ISO 22196/JIS Z 2801
الهدف
تقييم فعالية المضاد للبكتيريا
الوصف
قياس انخفاض البكتيريا مثل E.coli و S.aureus على سطح البلاط بعد 24 ساعة
النتيجة المتوقعة
انخفاض 99% مقارنة بالعينة المرجعية
اسم الاختبار
ثبات بعد الغسل
المعيار المرجعي
ISO 20743
الهدف
فحص استمرارية الأداء بعد الغسل
الوصف
غسل العينة عدة مرات بالماء أو المنظفات ثم إعادة اختبار النشاط المضاد للبكتيريا
النتيجة المتوقعة
ثبات الأداء بعد الغسل
اسم الاختبار
مقاومة التآكل
المعيار المرجعي
ISO 10545-7
الهدف
تقييم ثبات الأداء أمام التآكل
الوصف
تآكل مسيطر عليه على السطح ثم إعادة فحص النشاط المضاد للبكتيريا
النتيجة المتوقعة
عدم انخفاض الأداء بشكل ملحوظ
اسم الاختبار
اختبار مضاد للفطريات
المعيار المرجعي
ASTM G21
الهدف
فحص مقاومة الفطريات تقييم نمو فطريات
الوصف
مثل Aspergillus niger على سطح الطلاء الزجاجي (اللعاب)
النتيجة المتوقعة
عدم نمو أو نمو محدود للفطريات
اسم الاختبار
اختبار تحرير الأيونات
المعيار المرجعي
ICP-MS أو AAS (لا يوجد معيار محدد)
الهدف
فحص إطلاق أيونات الفضة، التيتانيوم، إلخ
الوصف
قياس كمية الأيونات المُطلقة عند التعرض لبيئة رطبة
النتيجة المتوقعة
إطلاق مسيطر عليه ضمن نطاق آمن
اسم الاختبار
اختبار سمية الخلايا
المعيار المرجعي
ISO 10993-5
الهدف
التأكد من السلامة الصحية
الوصف
اختبار السمية عند التلامس مع خلايا بشرية (في ظروف مختبرية )
النتيجة المتوقعة
عدم السمية الخلوية (Cell viability > 70%)

استخدامات البلاط المضاد للبكتيريا

  • الحمامات، دورات المياه، المطابخ، وغيرها
  • الجامعات، المدارس، دور الحضانة، وما شابه.
  • المستشفيات، المراكز الصحية، العيادات، مكاتب الأطباء، وعيادات الأسنان.
  • المسابح العامة، المنشآت الرياضية، صالات كمال الأجسام، المسابح الصناعية للمياه والصرف الصحي.
  • الفنادق، مراكز الإقامة، وما شابه.
  • عيادات الحيوانات، البيطريات، المسالخ، مزارع الدواجن، مراكز الحلب، وغيرها.
  • مصانع الصناعات الغذائية، مصانع الصناعات الدوائية، المطاعم الصناعية والعامة، المطاعم السريعة.

النتيجة: استخدام البلاط المضاد للبكتيريا

تُعد الطلاءات المضادة للبكتيريا خطوة مهمة في رفع جودة وسلامة البلاط الحديث. استخدام هذه المنتجات، خصوصاً في البيئات الحساسة، لا يضمن صحة وسلامة المستخدمين فحسب، بل يقلل أيضاً الحاجة إلى التعقيم المستمر والمكلف. إن التطوير، والإنتاج، وإجراء الاختبارات الدقيقة لهذه التكنولوجيا يمكن أن يجعل إيران واحدة من الدول الرائدة في هذا المجال على مستوى المنطقة.

المراجع

  • علي زاده، س. و رضایی، م. (2021). "استخدام جزيئات النانو الفضية في إنتاج الطلاءات المضادة للبكتيريا". المجلة الفصلية لتقنية النانو في صناعة البناء.
  • المجمع: إسماعيلي، أعظم. كبير خبراء مختبر شركة سينا تايل.