黑色二氧化钛材料在黑暗环境中的应用的制作方法

本发明涉及材料抗菌，具体涉及一种黑色二氧化钛材料在黑暗环境中的应用。

背景技术：

1、黑色二氧化钛材料在光催化领域已经有较多的应用。已知相比正常的二氧化钛，黑色二氧化钛对光的吸收能力、在光激发下产生电子和空穴的能力都有很大的提升。因而在光照条件下，黑色二氧化钛具有很强的光催化抗菌性能。但在黑暗环境中，由于缺乏光能量的激发，大家默认黑色二氧化钛没有抗菌性。

2、在一些应用中，对材料在黑暗环境中的抗菌性能有重要的需求。比如医用植入材料，需要植入人体的内部，无法获得光照，为降低植入术后感染，迫切需要植入材料具备黑暗中的抗菌性能。另外，污染的水域，由于光会被水面反射、水体吸收，为了能够在深度水域进行抗菌活动，也需要水污染治理材料具备黑暗环境中的抗菌性能。

3、抗生素、有机抗菌剂等常见的抗菌方法，在上述场景中应用具有一定的劣势。如抗生素在植入材料的表面负载量非常有限且有可能产生耐药性，有机抗菌剂容易对环境和生态造成次生污染。

4、二氧化钛是医用植入钛材料的天然氧化层，也是水污染治理中常见的无机材料，但在目前的认知中，二氧化钛包括黑色二氧化钛的抗菌活动，都需要光的催化才能进行。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的抗生素、有机抗菌剂等常见的抗菌方法容易对环境和生态造成次生污染的问题，以及二氧化钛包括黑色二氧化钛的抗菌活动，都需要光的催化才能进行的问题，提供一种黑色二氧化钛材料在黑暗环境中的应用，该黑色二氧化钛材料不需要光能量激发，在低照度或黑暗环境中，具有高效的抗菌能力。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种黑色二氧化钛材料在黑暗环境中的应用，其中，所述的应用包括：在黑暗环境下，在水和氧气存在下，黑色二氧化钛材料在医用植入抗菌材料和/或水体抗菌方面的应用。

3、通过上述技术方案，本发明发现，黑色二氧化钛材料不需要光照，在黑暗环境中，在有水和氧气存在的前提下，本身就可实现高效的抗菌。这建立了黑色二氧化钛材料在黑暗中抗菌的新用途。可应用于植入材料植入人体后的黑暗环境以及污染水域深部的黑暗环境。

技术特征：

1.一种黑色二氧化钛材料在黑暗环境中的应用，其特征在于，所述的应用包括：在黑暗环境下，在水和氧气存在下，黑色二氧化钛材料在医用植入抗菌材料和/或水体抗菌方面的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其中，所述黑暗环境包括：光照度小于50勒克斯。

3.根据权利要求1或2所述的应用，其中，所述黑色二氧化钛材料含有氧空位和/或三价钛元素。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的应用，其中，所述黑色二氧化钛材料的结构包括薄膜、纳米颗粒、纳米线、纳米棒和纳米管中的一种或多种；

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的应用，其中，所述黑色二氧化钛材料的浓度小于10g/l。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的应用，其中，所述黑色二氧化钛材料在含有氧空位和/或三价钛的基础上，进行进一步的掺杂和/或修饰。

7.根据权利要求6所述的应用，其中，所述修饰包括氨基修饰、羧基修饰、肖特基结修饰和异质结修饰中的一种或多种。

8.根据权利要求7所述的应用，其中，所述肖特基结修饰包括金和/或银贵金属；

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的应用，其中，所述黑色二氧化钛的制备方法包括气化还原、化学还原、电化学还原、超声和激光中的一种或多种。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的应用，其中，所述黑色二氧化钛材料在医用植入抗菌材料和/或水体抗菌方面的应用，在无需光照的条件下，通过自发产生活性氧或/和诱导细菌的胞外电子传递来杀死细菌。

技术总结本发明涉及材料抗菌技术领域，公开了一种黑色二氧化钛材料在黑暗环境中的应用，所述的应用包括：在黑暗环境下，在水和氧气存在下，黑色二氧化钛材料在医用植入抗菌材料和/或水体抗菌方面的应用。该黑色二氧化钛材料不需要光照，黑暗环境下可自发、高效、长程产生超氧阴离子、羟基自由基和单线态氧，以及诱导细菌的胞外电子传递来杀死细菌，在水污染处理、植入物抗菌等方面具有新用途。技术研发人员：封红青,李舟,汪恩贵,李喆,孙宇,崔希,单义珠受保护的技术使用者：北京纳米能源与系统研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/13