[发明专利]一种纳米碳同素异形体复合材料消毒薄膜

说明书

一种纳米碳同素异形体复合材料消毒薄膜，是采用真空等离子体化学气相沉积技术，在塑料薄膜表面沉积纳米碳同素异形体复合材料涂层制成的物理消毒材料。它采用纳米材料技术进行非化学方法消毒，不仅能够杀灭薄膜表面病毒，防止接触性病毒传播，与传统消毒方法相比，还具有成本低、持续时间长、绿色环保、使用方便等特点，适用于医院、电梯、家庭、银行，学校、酒店、列车、航空以及其他公共场所中，频繁被众人接触的物体表面(如门把手、银行POS机键盘、卫生间马桶、电梯按键等)进行持续消毒。

一、技术领域

一种纳米碳同素异形体复合材料消毒薄膜，是采用真空等离子体化学气相沉积技术，在塑料薄膜表面沉积纳米碳同素异形体复合材料涂层制成的物理消毒材料。属于功能材料应用领域。

二、背景技术

根据粒子尺度，物质可以人为地划分成五个层次，即基本粒子、分子原子(化学粒子)、纳米粒子、宏观材料和天体。基本粒子构成原子分子即化学性粒子，化学性粒子构成纳米粒子，纳米粒子构成宏观材料，宏观材料构成天体。

基本粒子之间强相互作用依赖于π介子和胶子；弱相互作用依赖于w粒子和z粒子；电磁相互作用依赖于光子；化学性粒子间的相互作用是依赖于电子；宏观粒子依赖引力子。纳米粒子则是依赖于其表面的原子、分子、光子或电子与其他物质发生相互作用。纳米粒子在与其周围物质发生相互作用时，对于次级粒子的依赖方式可以是释放、交换或共用这些次级粒子。

纳米粒子是指具有1-100nm尺度的物质粒子。纳米粒子的组成单位是物质的原子或分子。由纳米粒子可以形成更大的和功能更为复杂的物质粒子。在纳米尺度下，由于量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、量子隧道效应及库伦堵塞效应等，纳米粒子会出现不同于其分子形式，也不同于其宏观形式的物理化学性质，因而在生物体内可表现出特殊的生物学性质，对生物体的功能发生各种各样的影响。例如，纳米尺度的蛋白质是具有生命活动的最基本的结构单位。

基本粒子是将其本身的能量传递给生物组织、细胞或生物大分子造成其结构损伤和功能障碍。化学性粒子则是通过与生物组织构件分子间发生电子的转移、交换或共用等化学反应对生物组织、细胞或生物大分子造成其结构损伤和功能障碍。纳米粒子则依赖于其粒子性、化学性及物理性质对生物组织、细胞或生物大分子造成其结构损伤和功能障碍。

纳米尺度下的粒子，可以使原来没有活性的物质具有明显的生物活性，使原来没有毒性的物质具有明显的毒性。无论是包膜病毒(如新冠病毒、非典病毒)还是非包膜病毒，均属于纳米粒子层次的生物大分子。虽然病毒没有生命，由于其比表面积的增大，使其表面原子具有很高的活性因而极不稳定，易于和其他原子结合，病毒类生物大分子因此具有了生命活动。所以，相对于传统毒理学研究对象是化学性物质，新兴的纳米毒理学研究对象是颗粒性物质。

采用真空等离子体化学气相沉积方法制成的纳米碳同素异形体复合材料包含有碳纳米管、富勒烯、石墨烯及类金刚石颗粒等纳米粒子。在与同处于纳米粒子层次的病毒粒子相互作用时，纳米碳同素异形体复合材料表现出非常典型的多种纳米粒子效应。一方面碳同素异形体纳米粒子具有极强的脂溶性，能够穿过病毒包膜进入病毒内部造成其结构损伤和功能障碍，另一方面碳同素异形体纳米粒子的电子冷阴极发射场效应和光催化反应，能够使空气中微量水分子电离生成的活性氧原子和活性氢原子给病毒分子造成不可逆的降解破坏，从而使其失去活性。

传统的消毒方法通常采用化学方法，包括气溶胶喷雾消毒法、加热熏蒸消毒法、气体熏蒸消毒法、空气净化消毒法、紫外线照射消毒法等等。在消毒过程中，化学药品和病毒进行化学反应或光化学反应，通过改变病毒成分与结构，使病毒失去活性，与此同时，化学药品和紫外线也会对人体和环境产生不良影响。