산업기술
새로운 감염원의 출현이 중요한 문제가 되었습니다. – 전 세계가 세계적 대유행으로 인한 건강 및 경제적 결과에 직면함에 따라 지금은 그 어느 때보다 많습니다. 항균 물질의 개발 및 사용 환경을 통제하고 향후 발병을 예방하기 위해 보다 엄격한 조치를 취함으로써 증가할 것으로 예상됩니다. .
안전과 건강 유지에 대한 인식이 높아짐에 따라 글로벌 항균 코팅 산업은 수요가 급격히 증가할 것으로 예상 , Global Market Insights에서 보고한 대로
항균 재료 및 코팅 시장은 2017년에 30억 달러 이상으로 평가되었습니다. 2018-2024년 동안 약 12.5%의 연간 복합 성장률을 기록할 것으로 예상됩니다. , 2024년 말까지 70억 달러에 도달합니다.
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우리가 환경을 통제하고 향후 발병을 예방하기 위해 보다 엄격한 조치를 취함에 따라 항균 물질의 개발 및 사용이 증가할 것으로 예상됩니다.
감염원은 일반적으로 공기 중 비말을 통해 전파됩니다. 재채기 또는 기침으로 생성 . 이러한 체액은 표면에 침전될 수 있습니다 , 그리고 개인이 이러한 호흡기 비말을 만지면 사람 간 전파가 가능합니다.
Neely와 Maley가 수행한 연구에서 MRSA(메티실린 내성 황색 포도구균) 및 반코마이신 내성 장구균과 같은 병원체는 병원에서 사용되는 재료에서 하루 동안 생존하는 것으로 밝혀졌습니다. .
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바이러스는 일반적으로 직물 및 기타 부드러운 표면보다 스테인리스 스틸, 플라스틱 및 이와 유사한 단단한 표면에서 더 오래 활성 상태를 유지합니다.
일부 90일 이상 생존하는 미생물도 있습니다. . 이러한 미생물은 중환자실(ICU)의 풍토병이며 질병 및 사망의 가능성 증가와 관련이 있습니다. 과산화수소와 같은 소독제 , 이상적이지 않음 제한된 잔류 효과와 환경 독성 문제로 인해.
이 현재 구조는 항미생물 활성을 제공할 수 있는 물질을 탐색할 필요를 요구합니다. , 따라서 가능한 발병의 발생을 줄입니다.
항균 소재 미생물을 억제하거나 사멸할 수 있는 항균제 함유 표면이나 주변 환경에서. 항균 폴리머, 항균 플라스틱, 항균 나노물질 또는 항균 세라믹일 수 있습니다. .
이상적인 항균 물질은 다음과 같은 특징을 나타냅니다.
폴리머의 다양한 고분자 특성 특히 생물의학 분야에서 미생물 오염에 대해 유리한 선택이 되도록 합니다. . 고분자 살생물제라고도 하는 항균 고분자는 질병을 유발하는 미생물의 성장을 억제할 수 있습니다.
<그림>항균 표면의 일반 원리[1].
정제 없이 항균 작용을 나타내며 고유의 자체 살균 특성이 있는 재료 고유 항균 물질이라고 합니다. . 천연 폴리머, 구아니딘 그룹이 있는 폴리머, 4차 질소 원자를 포함하는 폴리머, 할로겐을 포함하는 폴리머 및 천연 펩타이드를 모방한 폴리머는 고유 항균 활성을 가진 많은 폴리머 재료 중 일부입니다.
일부천연 폴리머 키토산, 헤파린 및 e-폴리리신 포함 . 키토산 기반 물질은 생분해성, 무독성, 생체 적합성 및 항균 활성으로 인해 유망한 잠재력을 가지고 있습니다.
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기업이 보다 안전한 제품과 보관 수명 연장을 위해 항균 포장으로 전환함에 따라 고분자 항균 식품 포장이 유행하고 있습니다.
폴리머에 항균 활성을 부여하는 것도 화학적 변형을 통해 가능합니다. . 일부 변형에는 저분자량 항균제의 공유 결합, 항균 펩타이드의 커플링, 천연 폴리머를 합성 폴리머로 접목 등이 있습니다.
고분자 항균 식품 포장 회사가 더 안전한 제품과 연장된 유통 기한을 위해 항균 포장으로 전환함에 따라 .
항균성 폴리머의 다른 응용 분야는 곰팡이 개선, 분말 코팅 및 건설 산업에서 찾을 수 있습니다.
항균 플라스틱 미생물 성장을 억제하는 항균 첨가제가 포함된 합성 고분자 재료입니다. . 항접착성 표면을 형성하여 세포 간 소통을 방해하여 박테리아를 죽이는 항균성을 나타냅니다.
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상업용 정수 필터의 항균 플라스틱.
하이체어, 정수 필터, 식품 저장 용기와 같이 상업적으로 사용되는 항균 플라스틱 항균 활성 성분이 없는 플라스틱보다 내구성이 뛰어납니다. 열가소성 수지 및 열경화성 중합체에 혼합된 첨가제는 플라스틱을 더 빨리 분해하게 하는 미생물의 존재를 최소화하여 플라스틱의 기능적 수명을 더욱 연장합니다. . 일부 호환 가능한 플라스틱 재료에는 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS) 및 폴리에틸렌(PE/LDPE)이 있습니다.
알부민, 대두 및 유청 단백질 바이오 플라스틱 제조에 유리한 원료로 사용됩니다. 알부민 기반 플라스틱은 표면의 대장균 및 고초균의 성장을 방해합니다. , 유청 단백질에서 발견되는 면역글로불린과 글리코마크로펩티드가 독소에 결합하여 미생물 감염을 예방합니다. .
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스코틀랜드의 블루 생명 공학 회사인 CuanTec은 세계에서 두 번째로 풍부한 천연 바이오폴리머인 키틴을 사용하여 플라스틱 식품 포장을 대체할 수 있는 항균성 가정용 퇴비화 제품을 출시했습니다. 회사는 조개류 식품 가공업체의 폐기물(껍데기, 머리, 발톱, 꼬리 – 사람들이 먹지 않는 부분)에서 이 키틴을 추출하여 키토산으로 전환합니다.
테스트 방법도 있습니다. 알부민 또는 유청 플라스틱이 의료 제품 포장 및 의료 적용을 위한 감염 테스트와 같은 의료 시스템에서 사용될 수 있는지 여부를 결정하는 데 사용 가능 .
항균 세라믹 박테리아 성장에 저항력이 있는 유약 내부에 첨가제가 포함된 비금속 고체 소재입니다. . Drelich et al.이 수행한 연구에서 구리 주입 세라믹 물 소독을 위한 유망한 항균 제품으로 작용할 수 있습니다.
<그림>(a) 항균 세라믹 스톤 제조의 3단계 개략도; (b) 세라믹 스톤 (c) 석재 형성에 사용된 점토의 x-선 회절 패턴; (d) 다공성을 나타내는 세라믹 석재의 주사 전자 현미경 사진 [2].
구리 및 구리 화합물은 박테리아를 포함한 다양한 미생물을 죽인다고 주장합니다. (그램 양성 및 음성), 진균, 바이러스 (봉투 및 비봉투), 효모 및 포자 .
2시간 이내에 유해 박테리아를 99.9% 제거할 수 있습니다. 구리 개발 협회(CDA)에 따르면 구리 표면에 반복적으로 노출되더라도 박테리아를 99% 이상 계속 사멸시킵니다. 오염된 물에 있는 Klebsiella pneumoniae와 Staphylococcus aureus의 개체군은 구리가 주입된 다공성 항균 세라믹 석재에 노출되었을 때 3시간 만에>99.9% 감소했습니다. .
항균 세라믹 응용 프로그램은 싱크대, 욕조, 변기, 샤워기 및 주방 용품에서 찾을 수 있습니다.
유기 나노입자 항균제를 방출하거나 접촉하여 양이온 표면을 죽이는 미생물을 제거할 수 있습니다. . Jones et al.이 수행한 실험에서 Poly-epsilon-caprolactone(PCL)은 poly(N-Vinylpyrrolidone)-iodine과 혼합되어 기계적 또는 유변학적 변화 없이 결과적으로 생체 재료에 항균 특성을 부여했습니다. 속성 . PCL 분해는 또한 대장균의 부착 방지를 촉진했습니다. .
<그림>유기, 하이브리드 및 무기 범주로 구분되는 다양한 유형의 나노입자(NP)에 대한 도식적 표현[3].
무기 나노입자 더 안정적 유기농 제품보다 높은 온도 , 가혹한 가공 조건을 견딜 수 있습니다. 그 결과 무기 나노 입자가 항균 물질로 자주 사용됩니다.
금속 산화물 나노입자 정전기 상호작용에 의한 세포막 손상 유발 . 양성자 누출은 활성 산소 종 생성을 유도하여 지질, 탄수화물, 핵산 및 단백질과 같은 유기 생체 분자를 손상시켜 미생물 사멸을 유발합니다.
산화알루미늄 대장균의 성장 억제를 보였다. 삼산화안티몬 또한 황색포도상구균 및 고초균 미생물에도 독성이 있습니다. 산화코발트, 산화철, 산화마그네슘, 산화아연, 이산화티타늄과 같은 기타 금속 산화물 나노입자 및 은 나노입자 또한 항균 활성의 유망한 결과를 보여주었습니다.
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의학 분야에서 금속 나노입자, 특히 은 나노입자의 가장 중요한 응용 중 하나는 이러한 나노입자를 항균제로 사용하는 것입니다. 광범위한 그람 양성 박테리아, 그람 음성 박테리아 및 곰팡이에 대한 나노 입자의 치사 활성이 승인되었습니다.
은 나노입자 다른 금속에 비해 항균성이 뛰어납니다. . 은 이온과 단백질 티올레이트 그룹 및 세포 효소의 강력한 결합은 안면 마스크, 개인 커튼, 붕대, 상처 드레싱, 침대 시트 및 기타 직물과 같은 의료용 직물에 이상적인 첨가제가 됩니다. 건강관리와 관련된. 2015년에 항균 분말 코팅에 은을 사용하여 업계 총 수익의 50%를 차지했습니다. . 또한 2024년까지 20억 달러를 창출할 것으로 예상됩니다.
항균 물질, 특히 표면 코팅 시장에서 정부가 자체 위생 조치를 시행할 때 더 엄격한 규범을 시행해야 하는 주요 원료로 더 많은 관심을 받는 것은 시간 문제일 뿐입니다. .
또한 건설, 식품 포장, 섬유, 곰팡이 개선, 가구, 주방용품 및 자동차와 같은 다양한 산업 분야에 적용됩니다. 글로벌 시장에서의 입지를 더욱 강화할 것입니다.
산업기술
경량화는 환경 및/또는 경제적인 이유로 부품의 무게를 줄이는 과정입니다. 엔지니어는 부품을 코어링하거나 설계에 격자를 사용하거나 토폴로지 최적화를 활용하여 불필요한 재료를 제거하여 설계 수준에서 경량 부품을 달성합니다. 경량화의 또 다른 효과적인 방법은 중요한 기계적 요구 사항을 충족하는 더 가벼운 재료로 무거운 재료를 교체하는 것입니다. 더 가벼운 부품은 환경에 더 쉽고 비용 효율적이며 연료 효율성이 높으며 제품 팀에 더 많은 재료 옵션을 제공하는 경우가 많습니다. 경량화는 자동차, 항공 우주 및 건설 산업에서 매우 인기 있는
지난 30년 동안 제조업체는 공장과 창고에 약간의 변화를 가져왔습니다. 신입 직원은 키가 크고 다채롭고 금속으로 만들어진 산업용 제조 로봇입니다. 제조 로봇은 산업의 모든 측면에서 사용됩니다. 그들은 비행기, 기차 및 자동차를 용접하는 데 사용됩니다. 사용 가능한 모든 종류의 음식을 포장하는 데 사용됩니다. 그들은 또한 크고 작은 전자 제품을 조립하는 데 사용됩니다. 왜 그들은 업계에서 그렇게 널리 퍼지게 되었습니까? 답은 간단합니다. 전단 속도와 정확도입니다. 제조 로봇 시스템의 빠른 반복성과 정확한 정밀도는 인간 작업자 또는