فلزات ضد میکروبی کدامند و چه ویژگی‌هایی دارند؟

فلزات واقعا شگفت‌انگیز هستند! وجود طیف گسترده‌ای از آلیاژهای فلزی موجود در بازار به این معنی است که برای هر مسئله، مورد و هر نیازی یک راهکار عالی فلزی وجود دارد؛ از فولاد ضد زنگ به دلیل خواص ضد‌خوردگی آن گرفته تا آلومینیوم که هدایت حرارتی فوق‌العاده‌ای دارد یا تیتانیوم که با استحکام باورنکردنی‌اش کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف همچون پزشکی دارد. اما چیزی که ممکن است درباره آن ندانید، این است که برخی از فلزات در واقع می‌توانند باکتری‌هایی را که با آنها در تماس هستند را از بین ببرند؛ این بدین معنی است که این فلزات خاصیت ضد میکروبی ذاتی دارند. در ادامه این مقاله با ما همراه باشید تا به این سوال پاسخ دهیم که فلزات ضد میکروبی کدامند و چگونه و با چه ویژگی‌های ذاتی‌ای می‌توانند با میکروب‌ها مقابله کنند.

کدام فلزات ضد میکروب هستند؟

بی‌درنگ به سراغ پاسخ این سوال می‌رویم که کدام فلزات خاصیت ضد میکروبی دارند. دو فلز غالب وجود دارد که ضد میکروبی هستند: مس(Cu) و نقره(Ag). آلیاژهای مختلفی از هر یک از این عناصر وجود دارد که معمولاً در صنایع مختلف استفاده می‌شود و در ادامه این مقاله که به زحمت تیم فولادینو تهیه شده است آن‌ها را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

آلیاژهای نقره

مانند اکثر فلزات دیگر که تجاری‌سازی شده‌اند، نقره با عناصر دیگر مخلوط می‌شود تا خواص آن بهبود یابد. در اینجا ۵ نوع اصلی آلیاژهای نقره را مورد بررسی قرار می‌دهیم:

• نقره استرلینگ آرژانتیوم که تقریباً ۶٪ مس دارد و عمدتاً برای ساخت جواهرات استفاده می‌شود.
• پلاتینا که محتوی ۴ تا ۶ درصد پالادیوم(Pd) همراه با مقادیر کمی طلا(Au) و پلاتین(Pt) است و این آلیاژ هم برای ساخت جواهرات کاربرد دارد.
• گرافیت نقره‌ای که محتوی ۳.۵٪ گرافیت است و برای تماس‌های الکتریکی استفاده می‌شود.
• آمالگام دندان آلیاژی است محتوی ۵۰٪ جیوه، ۳۰٪ نقره، ۱۴٪  قلع و ۸٪ مس و برای پرکردن دندان استفاده می‌شود.
• آلیاژهای لحیم‌کاری مس و نقره که برای لحیم‌کاری فلزات غیرمشابه استفاده می‌شود.

آلیاژهای مس

مس در کاربردهای تجاری و صنعتی در سرتاسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد. رسانایی حرارتی و الکتریکی بسیار بالا همراه با سهولت ساخت آلیاژهای مس را به یک انتخاب عالی برای تماس‌های الکتریکی و موارد دیگر بدل کرده است.

• مس “خالص” که حدود ۹۹.۵ درصد عنصر مس است و در کابل‌کشی و برقراری تماس‌های الکتریکی استفاده می‌شود.
• برنج که آلیاژی از مس و روی است و به‌واسطه توانایی ریخته‌گری عالی، در مواردی که اصطکاک کم مورد نیاز است مانند: قفل، سوپاپ و ابزار موسیقی و ابزار اندازه‌گیری استفاده می‌شود.
• برنز که آلیاژ مس و قلع است، به دلیل سهولت ریخته‌گری و رنگ جذابی که دارد، اغلب در ساخت مجسمه‌ها و دیگر کاربردهای زیبایی معماری مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• برنج قرمز که آلیاژ مس، قلع و روی است و نوعی از برنز به‌شمار می‌رود که استحکام بیشتری دارد و رنگ آن مایل به آبی است.
  

بیشتر بخوانید: نایتینول چیست؟ معرفی سوپر آلیاژ حافظه‌دار

تاریخچه فلزات ضد میکروبی

فلزات از دیرباز به دلیل خواص ضد میکروبی مناسبی که از خود نشان می‌دادند مورد استفاده قرار می‌گرفته‌اند؛ به‌ویژه نقره که توسط یونانیان باستان برای درمان بیماری‌های مختلف استفاده می‌شد و امروزه نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

با پیشرفت علم و در دنیایی که اندکی مدرن‌تر شده بود، نقره برای کاهش رشد باکتری‌ها در هر چیزی، از شیر بطری گرفته تا ابزار جراحی و بخیه‌ها استفاده می‌شد که روشی حیاتی برای کاهش احتمال عفونت باکتریایی قبل از آنتی‌بیوتیک‌ها بود.

بسیاری از تمدن‌های باستانی مختلف از مس برای ذخیره آب آشامیدنی خود استفاده می‌کردند، زیرا استفاده از فلز مس در محفظه نگهداری آب سرعت بد شدن و رشد باکتری‌ها در آن را بسیار کاهش می‌داد.

فلزات ضد‌میکروبی چگونه کار می‌کنند؟

هنوز که هنوز است به طور کامل درک نشده که چگونه مس و نقره از رشد باکتری‌ها جلوگیری می‌کنند؛ اما پذیرفته‌شده‌ترین نظریه این است که فلزات یون‌هایی را آزاد می‌کنند که به غشای سلولی سلول‌های باکتری آسیب می‌زند.

برای توضیح بیشتر باید بگوییم هنگامی که یون‌ها در داخل سلول‌های باکتری قرار می‌گیرند، به پروتئین‌های ضروری حیاتی برای عملکرد سلول حمله کرده و باعث از بین رفتن آنها می‌شوند.

مبارزه با باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک

آنتی بیوتیک‌ها همچون یک معجزه در زمینه توقف عفونت‌های باکتریایی بوده اند و از زمان پذیرش گسترده آنها در اواسط قرن بیستم، جان میلیون‌ها نفر انسان به واسطه آنها نجات داده شده است. با این حال مسئله‌ای که امروزه با آن روبرو هستیم، این است که برخی از گونه‌های باکتری در حال ایجاد مقاومت در برابر آنتی بیوتیک‌ها و نتیجتا کاهش اثربخشی دارو هستند.

از نظر علمی ثابت شده است که استفاده از پارچه آغشته به مس در پانسمان زخم به طور چشمگیری عفونت‌های باکتریایی مانند MRSA را کاهش می‌دهد. تجزیه و تحلیل داده‌ها نشان می‌دهند که یک پانسمان هیدروکلوئیدی مس-روی، در واقع بهتر از پانسمان‌های نقره‌ای کار می‌کند و اثربخشی بهتری دارد.

استفاده از سطوح مسی برای کاهش انتقال باکتری

در تکمیل پاراگراف بالا باید بگوییم که آزمایشاتی بر روی میزان اثربخشی سطوح غنی از مس برای بررسی توانایی آنها در از بین بردن گونه‌های باکتریایی منتقل شده که روی آنها فرود می‌آیند انجام شده است. تماس بین افراد و سطوح، مانند دستگیره درها، نرده‌ها و میزها، می‌تواند یک روش انتقال قابل توجه باکتری های رایج باشد.

آزمایشات نشان می‌دهد که سطوح ساخته‌شده از درصد قابل توجهی مس (بیش از ۵۵٪) در از بین بردن باکتری‌های موجود بسیار موثر هستند و در بسیاری از موارد باکتری‌ها را به طور کامل در کمتر از ۹۰ دقیقه از بین می‌برند.

نحوه استفاده از مس به عنوان یک سطح ضد میکروبی

اگر به فکر پیاده‌سازی مس روی سطح یا وسایل در محل کار یا خانه خود هستید، باید چند نکته را در نظر بگیرید.

مس کاملاً چکش‌خوار و نرم است و به همین دلیل سریع‌تر از فولاد ضد زنگ ساییده می‌شود، استفاده از برنج با درصد بالاتر مس می‌تواند به این امر کمک کند زیرا برنج به طور کلی حاوی ۵۵٪ تا ۹۵٪ مس و ۵٪ تا ۴۵٪ روی است و اگرچه گران تر است اما مقاومت در برابر سایش بسیار بیشتری دارد.