一、微孔抗菌球研发背景

净水器以其改善水质效果明显，解决家用水终端污染问题，逐步得到消费者认可，近几年呈快速发展态势。但净水器厂家众多，产品质量参差不齐，很多厂家有意或无意会受到配件耗材的质量影响而导致制出水达不到国家饮用水标准，从而导致二次污染影响消费者的身体健康。2014年7月，国家质检总局执法司组织上海、江苏、浙江、广东、福建等地的质监部门对33家净水器生产企业开展了执法检查，发现近四成的净水器不合格，问题主要集中在出水有活性炭粉末和细菌超标等问题，给净水器厂家和消费者都带来了风险和安全隐患。

据21氢网资讯报道，水中细菌超标将会给消费者和厂家带来不确定风险，开发新型净水滤材就成为当务之急。基于国内多家净水器厂家的要求，山东木齐健康科技有限公司研发团队提出利用天然环境矿物材料的微孔特性来实现抗菌净水的新思路，这个设计思路也是建立在各大科研院重要的研究课题基础上，伴随无机抗菌技术材料和光催化技术材料的不断研究发展，将其与天然矿物材料的超微孔结构复合，采用造孔梯度高温工艺烧制技术，开发新型的抗菌净化材料成为可能。

一种具有抗菌净水功能的微孔抗菌材料，经过上千次试验，终于在2015年3月份由山东木齐研发团队研发成功。微孔抗菌球是以天然环境矿物材料为基础，通过添加稀土金抗菌材料和光催化材料复合经高温烧制而成。微孔抗菌球具有较强的抗菌和抑菌功能，同时还有净水和活水功能。微孔抗菌球利用了天然矿物材料微孔和自极化特性、辐射强远红外性能及纳米复合耐高温抗菌材料的抗菌性能，可有效抑制水中细菌滋生和微生物生长而导致的水质粘稠、变色、变质、细菌超标等问题。微孔抗菌球的诞生对解决净水器制水细菌超标问题和活性炭粉末沉淀问题提供了较好的技术解决方案。

二、微孔抗菌球功能原理

微孔抗菌球具有超微孔性，球体微孔形成的比表面积达到近500平方米/克，这使得无机抗菌剂呈弥散状态分布于整个球体外表面和球体内部，形成了上千万个抗菌抑菌触点。当球体与水接触时，水会由外表面进入球体内部孔道。根据抗菌原理，接触面积越大，抗菌效果越好。经测算，微孔抗菌球比普通银离子抗菌球增加了近万倍的抗菌触点，所以微孔抗菌球具有高效抗菌性能且持久。

微孔抗菌球的抗菌性能主要来自于材料中金属离子和光催化羟基离子共同抗菌作用结合。微孔抗菌球按材料性能和制备工艺要求，还通过引入金属离子、金属化合物和电极性矿物材料加入其它可以增强抗菌性能的组分。其中添加的Ce+4/Ce+3等稀土元素，具有较高的电极电位，稀土元素可以减轻银、铜、锌等抗菌性金属离子因容易被氧化而降低抗菌效力的倾向，并可使抗菌元素在材料中呈弥散分布状态，提高材料的抗菌效率，从而可以提高抗菌性能。微孔抗菌球自身辐射的远红外线与水分子团协同震荡，可降低水分子缔合度、促进羟基自由基的产生，从而强化材料的抗菌性能。同时达到较高的活化水效果。

三、微孔抗菌球指标对比

目前市售大多是银离子抗菌球，因厂家不同而叫法不同，比如纳米银抗菌球、银离子抗菌球，高效银抗菌球等产品，它们多以粘土、高岭土等陶瓷材料为基材，通过添加银粉或银化物等材料经高温烧制而成的实体球。银离子抗菌球抗菌触面有限，抗菌效果较差。微孔抗菌球与银离子球各项指标对比见表1。

四、微孔抗菌球功能介绍

1、抗菌功能

微孔抗菌球是利用纳米复合耐高温抗菌材料优良的抗菌性能，与天然矿物材料的自化电极性、辐射的远红外线协同作用，通过降低水分子团的缔合度、促进羟基自由基的产生，从而强化材料的抗菌性能。纳米复合抗菌剂中含有Ce+4/Ce+3等稀土元素，具有较高的电极电位，可以减轻银、铜、锌等抗菌性金属离子因容易被氧化而降低抗菌效力的倾向，并可使抗菌元素在材料中呈弥散分布状态，提高材料的抗菌效率。

微孔抗菌陶瓷球的特点是球体具有超微孔性，这使得无机抗菌剂呈弥散状态分布整个球体表面和内部微孔内，形成了无数个有效抗菌点，当球体与水接触时，水会进入到球体内部微孔，根据接触性抗菌原理，球体微孔可大大加强抗菌效果。经测算微孔抗菌球比普通银离子抗菌球增大了近万倍的抗菌接触点，所以微孔抗菌球具有高效抗菌性能且持久。微孔抗菌球经国家建筑材料工业环境监测中心检验，产品对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌（24小时）杀抑率达到95%以上。

2、净化功能

微孔抗菌球比表面积可达到500平方米/克。当水流经微孔球体时，水会进入微孔球孔道和微孔内。微孔球可吸附水中余氯等有机物和微生物，同时与水中重金属离子置换从而起到去除重金属离子的作用。微孔抗菌球对各种重金属离子、细菌、亚硝酸盐、有机余氯等具有显著的吸附性能。其吸附性表现在具有多孔状和海绵状结构，比表面积大，对极性较高的分子如CO2、 NH4+等也具有较强的吸附能力。微孔抗菌球除了自身微孔的吸附净化功能外，还可与水中重金属离子交换，起到双重净化效果。

3、活水功能

普通的水为络合大分子团水（见图4），水的O-H键间的角约为105°。外界作用时，它们之间的键角容易发生变化。由于大分子簇团的水参与体内生物化学反应差，脂质代谢差。这种水即使再纯，也不能被人体及生物体内的细胞和染色体很好的吸收。同时，这种环形凝聚结构的水，很容易包藏有毒有害的有机物，使人体的健康遭受损害。

微孔抗菌球具有较强的远红外线辐射，当普通水分子与其接触的瞬间，该产品辐射的强远红外线对水分子团结构进行激烈震荡，使其氢键破坏、断裂，大的水分子团簇，变成只含5～6个水分子的小水分子团（见图5）。微孔抗菌球对水进行活化后，水的外观晶莹剔透，口感好，而且因其分子结构和活化指标独特而有很强的渗透力、扩散力、溶解力、代谢力、排毒力和补氧功能。饮用活化水能快速调节人体电介质平衡，易解渴，能解酒、解油腻。同时还能开胃，助消化，促进新陈代谢。

北京大学测试中心对微孔抗菌球进行不同数量和不同时间浸泡后，分别测试其O17的半峰宽。并在浸泡5分钟后取出球，测试水经过150h后的小分子还原性。共测试九组数据，最高值为91.17Hz，最小值为66.62Hz。普通自来水的半峰宽为124.2 Hz。证实该产品能够使普通自来水在短时间内活化变成小分子水，至少保持150小时以上不还原。