原子层沉积氧化锌薄膜的抗菌活性及其在个人防护装备中的应用

全球大流行显著增加了对个人防护装备（PPE）的需求。抗菌涂层已广泛应用于 PPE 以提高其防护能力，尤其是在长时间使用后。然而，通过传统方法（如化学气相沉积、喷涂和浆料涂覆）制备的抗菌涂层存在效率低、覆盖差、与 PPE 附着力松散等缺点。为了克服这些限制，本工作采用原子层沉积（ALD）技术沉积了一层氧化锌（ZnO）薄膜（约 312.8 nm 厚）作为抗菌涂层，并证明了其在具有织物结构的 PPE 上沉积均匀 ZnO 涂层的优势。通过 X 射线衍射、拉曼光谱和 X 射线光电子能谱分析证实了 ALD-ZnO 的晶体结构和化学组成。紫外-可见光谱显示，ALD-ZnO 在 200 nm 至 380 nm 波长范围内具有约 4.8 的高吸收水平，而商业 ZnO 粉末的吸收水平为 3.8。此外，与对照组和裸玻璃样品相比，ALD-ZnO 在对大肠杆菌（E.Coli）的测试中表现出强大的抗菌性能。所有 ALD-ZnO 样品的菌落形成单位（CFU/ml）保持为零，而对照组在 2.30×10⁹ 至 4.97×10⁹ 之间变化，中位数为 4.36×10⁹，裸玻璃组在 9.10×10⁸ 至 3.27×10⁹ 之间变化，中位数为 2.04×10⁹。使用零假设显著性检验的统计分析表明，计算出的 P 值，在裸玻璃与对照组、ALD-ZnO 与对照组以及裸玻璃与对照组之间，均小于 0.0001，且显著小于 0.05 的 alpha 值，这表明 ALD-ZnO 是阻止大肠杆菌生长的主要因素，具有高置信度。