[发明专利]涂有金属的非金属纳米粒子/微粒子及其方法和应用

说明书

参考相关专利

本专利申请要求享有于2006年5月22日提交的发明名称为“涂有金属的非 金属纳米粒子/微粒子及其方法”，申请号为772/MUM/2006的印度临时专利的优 先权日，并在此引入其公开文本作为参考。

发明的技术领域

本发明一般地涉及涂有金属的非金属纳米粒子/微粒子，更具体地说，涉及涂 有银或其它过渡/贵金属的二氧化硅、硫酸钡、碳酸钙、固体聚合体粒子或高表面 积(high-area)多孔性聚合纳米粒子/微粒子。本发明还涉及该物质的既简单又经济 的制备方法及应用。本发明还涉及能够为可持续环境应用的独特处理机制。

背景技术

微型及纳米技术位处众多研究和巨大投资的中心，尤其是在信息技术、食品及 保健的领域。在矿物合成、有机合成、复杂介质的物理-化学，以及材料物理学各 方面的耦合技术已成为这些发展的成功之钥。特别是纳米和微粒子的工业应用范 围极广泛，诸如应用在保健、医疗以及感光乳胶等方面。在其它的应用方面，纳米 粒子/微粒子已被用作为成核中心，其可用于形成具有特定结构的较大粒子。

长久以来银被认为是强效及天然的抗生素和抗菌物。银和纳米粒子/微粒子的 组合物在很多领域是极具吸引力的。这种极小尺寸的银纳米和微粒子意味着它们 有大面积-体积比，因此当与巨大体积的银相比较时，其表面相关性质诸如催化作 用增强了。这使得它们易于且强势地与环境(包括微生物以及其它环境介质)互相作 用，因此增加了它们的抗菌效能。

除了有抗菌作用外，银还具有抗真菌和除臭的作用，该作用最近已为商业利 用。最近在纳米技术期刊上公开了一项得克萨斯州大学和墨西哥大学的研究成果， 其证实了银纳米粒子能够杀死艾滋病病毒(HIV-1)。该项研究成果着眼于1-100nm 范围内的银纳米粒子在革兰氏阴性球菌方面的效能，利用高角度环形暗场像 (HAADF)扫描透射电子显微镜(STEM)。他们的结果指出，银纳米粒子的杀菌性质 为尺寸效应，因为只有银纳米粒子呈现出与直径优先为～1-10nm的细菌直接交 互作用。该研究报告的作者提出除HIV-1以外纳米粒子还可杀死其它病毒。人们 不断地探究银纳米粒子的好处。研究者们对纳米银可以成为控制多种类型病毒的 溶液持乐观态度。当银开始用来对抗以前不可治愈的病毒(诸如达菲抗禽流感)时， 现在可能将其视为是药物的替代品。

因腐败丢弃的食品在全世界是一项非常重大的经济损失。例如，有一则消息来 源报导了食品工业每年丢弃的腐败食品价值350亿美元。报导说，根据2003年的 调查，所有超市百分之五十六的贮备缩小是源自于易腐败食品。目前食品生产及 零售业趋向于设计可持续的供应链。这还必须延长和调整生果和其它农产品的可 用寿命，需要节能方法来持续冷藏生果和其它农产品，以使细菌保持在低数目来 达到保鲜目的。为增效，产业趋向于通过在可持续环保包装要求下使用更多新鲜 切割产品，来提升较健康的生活方式，该包装可检测、监控、传送及延长食品的使 用寿命。具体地说，目前用于延长这些产品的可使用寿命的方法包括：施用农药、 化肥以及在产品成熟之前采摘。其它方法包括各式各样的包装备选方案，其包括 透气控制并减少乙烯区。

已经知道产生纳米粒子/微粒子的各种方法。例如，授权给Denes等人的美国 专利号7,128,816公开了一种电导材料的纳米粒子的胶态分散制作方法。在紧凑型 介质等离子体反应器中制作这种胶态分散，该反应器具有至少一个静态电极和至 少一个旋转电极。自形成电子的电导材料溅射出微小的粒子。

印度专利192012描述了一种制作多孔性聚合体纳米粒子的乳胶法。

国际专利申请公开号WO9106036揭示了涂有一或多层纳米粒子的各种类型的 材料。它还公开了一种涂有金属的纳米粒子的制备方法，其中，制备金属卤化物纳 米粒子并使其紫外曝光，以使金属卤化物变化形成覆盖个体纳米粒子的金属涂 层。在另一变型方法中，制备涂有银的粒子方法为：提供银离子源和卤化物离子源 来产生涂有银卤化物的纳米粒子，随后使银卤化物纳米粒子在EDTA中紫外曝光， 以使涂有银的纳米粒子的银卤化物涂层还原。在又一变型方法中，将涂有银卤化 物的粒子和电子清除器包含在厌氧流体介质中且均匀地分布，以致于该流体介质 在足够强度下曝光足够长时间，使银卤化物涂层还原成金属银。