大气压等离子体涂层

为减少有毒化学物质的使用，金属纳米粒子尤其是AgNPs的“绿色”合成目前受到了特别关注。这类纳米颗粒及银离子必须与细菌细胞直接作用才能发挥出抗菌作用。因此，颗粒和离子必须处于作用点，例如在需要抗菌保护的医疗装置的表面上。考虑到这种作用机理，在官能化聚合物或弹性体的生产过程中将银颗粒添加到本体材料中不是一种有效的制备方法。鉴于这种情况，表面改性似乎更具突破性，特别是成本较低的基于大气压等离子体涂布的改性方法。该领域在过去几年中取得了很大进展，除了火焰热解过程[燃烧化学气相沉积（CCVD）]之外，还开发了新的大气等离子体化学气相沉积（APCVD）工艺。

将AgNPs的优势与经济实用的方法相结合，制备薄的SiO_x层是一个可行且有前景的工艺。研究APCVD和CCVD技术与喷涂硝酸银溶液的组合是否适合制造抗菌含银薄膜。这个问题的核心是：硝酸银是否会分解成金属或离子银，以及是否可以在生产过程中产生AgNPs。另外重要的是制备更具时间稳定性的含银悬浮液，其中非附聚颗粒作为薄膜制备过程中的添加剂。

在大气压下仅需一步即可在基材上制备含杀菌银的膜，不需要昂贵的真空技术，也无需任何后处理工艺。将等离子体BLASTER MEF（TIGRES，Rellingen，Germany）与改进的等离子体喷射管组合使用，其能够将添加剂添加到等离子体中。该电源由低频脉冲直流电源驱动，等离子体BLASTER在内部棒状电极和外部鼓风管之间产生无电势空气等离子体，使用可调节的4-6巴的压缩空气将等离子体吹出鼓风管。除了气体的压力之外，等离子体射流的长度受所施加的功率的影响，其可在60-500W的范围内调节，不需要额外的冷却。浓缩的HMDSO用作前驱体。前驱体在管状的等离子体中反应，在衬底上沉积SiO_x膜。圆形盖玻片用作基底材料，硝酸银溶液或AgNPs悬浮液用作可喷雾添加剂。为了保证涂层的抗菌作用，硝酸银在异丙醇和水体积比为1：1的混合溶液中制备。用阀门、蠕动泵和加压气体（通常为氮气）将该溶液直接喷入等离子体中。样品台可以在x和y方向上移动。

通过紫外-可见光谱、粒度测量和TEM确认了该方法可以制备具有抗菌活性的含银层，对革兰氏阴性大肠杆菌具有强抗菌作用。与低压涂层技术相比大气压等离子涂层具有很大的经济优势。而且等离子体的低温使得能够将该工艺应用于温度敏感材料，例如聚合物。此外，与调节控制相关的喷射管形状允许在不规整形状表面的涂层和预制部件表面的设备制备抗菌涂层。