文/吕浩然

　　提到“铜”，你的脑海中第一反应是什么?相信很多人、特别是很多吃货的心中会蹦出一个词——“铜锅涮肉”。

　　而近日，记者在参加由中国科学院计算机网络信息中心和中国科学院科学传播局联合主办的SELF格致论道时，却听到了不一样的答案，也引起了人们的兴趣。

　　SELF是 Science, Education, Life, Future的缩写，提倡以“格物致知”的精神探讨科技、教育、生活、未来的发展，尝试打破过去纯粹以“知识传播”为主的科普形式，专注于思想的传播，力图从思想的源头促进公众参与科学的积极性，打造具有中国科学院特色的、融合创新、科学与人文关怀并存的公益演讲品牌。

　　来自中科院金属所的副研究员任玲在论坛上也问了此文开篇的问题，而她的答案可不是显露吃货本性的铜火锅，而是——细菌。

　　神秘的蓝色液体

　　据任玲介绍，铜和细菌拥有一部已经长达一千多年的“相爱相杀”史。

　　话说1878年的法国，在毫无预兆的情况下，细菌突然开始攻击波尔多地区的葡萄，整个波尔多地区庄园的葡萄都遭受了这种毒害。结果，所有的葡萄园枝叶凋零，葡萄产量基本为零。蒙受巨大损失的庄园园主想尽了各种各样的办法，尝试了很多种杀菌剂，但是丝毫没有作用。

　　这种状况一直持续到了1885年，植物学家米拉德教授在偶然研究植物学的时候，突然发现了一种蓝色黏稠状的液体，这种液体可以杀菌，这位教授便把这种液体广泛地应用到了波尔多地区，杀菌效果非常好，葡萄产量随之恢复，我们又喝到了来自波尔多的名酒。这种液体也因为拯救了整个波尔多地区的葡萄业，被我们后人称作波尔多液体。

　　那么话说回来，什么是波尔多液呢?它为什么具有这么强的作用呢?任玲告诉记者，简单来说它就是一种硫酸铜溶液，因为含有铜(2价铜离子)，所以具有杀菌作用。也正是这次葡萄危机，人们认识到铜的这种特殊杀菌作用，从此以后就出现了很多铜的杀菌剂。

　　为什么铜能杀菌?

　　任玲告诉记者，在杀菌的时候，主要起作用的是离子态下的2价铜离子，而铜离子杀菌的原理其实到现在都没有一个统一的定论，有很多假说。

　　“目前并没有一个定论，有研究称杀菌原理是铜离子所带的正电荷与细菌中的负电荷相互吸引，铜进入细菌内部，破坏细菌膜结构，起到杀菌的作用;有研究称铜离子会破坏细菌的膜，让细菌内部的物质流出，使细菌消亡;其它诸如铜离子可以使细菌的蛋白质凝固、通过破坏细菌的呼吸作用等等，原理非常多，但是铜具有杀菌作用确是实实在在的”，任玲介绍。

　　除却铜之外，其实其它一些金属离子也具有一定的杀菌作用，“研究发现，1价银离子、2价锌离子等金属离子都有一定的杀菌作用，但是综合考量来看，铜却是合适的、可以用于人类的金属”。

　　任玲介绍，银离子的杀菌作用其实还在铜离子之上，但是银在人体内的代谢并不能像铜一样随尿液排出，甚至可能会造成中毒的危险，而锌离子的杀菌作用又不明显，“不仅如此，在成本考虑上，铜也具有一定的优势”。

　　就这样，任玲所在的中国科学院金属研究所杨柯研究员领导的课题组从2000年就开始研究含铜的金属材料，研究涉及的领域非常广泛，目的只有一个，就是利用金属材料这种载体来发挥铜的这些好处。

　　含铜合金的妙用

　　凭借对于铜杀菌作用的了解，任玲所在的课题组可以说开了各种“脑洞”，利用金属材料这种载体来发挥铜的好处。

　　任玲展示了一双不锈钢筷子，但是它却不是普通的不锈钢筷子，而是她所在团队研发的含铜不锈钢做成的，它有什么好处呢?

　　“有一天我的同事做了这样的实验，她将一碗新鲜的米饭分别插上了两排筷子。当时正值三伏天，同事将这碗米饭放置了三天，三天以后的结果是，我们可以明显地看到，一侧的筷子周围的米饭已经变黄了，另一侧的筷子周边的米饭的颜色和现状没有丝毫的改变。我们放大观察这个变黄的情况，其实就是发霉了，长出了橙黄色的菌丝”，这样的米饭你敢吃吗?吃进去都是细菌。而没有发霉变质一侧的筷子就是我们研究开发的含铜不锈钢筷子，它真正起到了含铜的杀菌作用。

　　现在我的同事已经将含铜不锈钢加工成了餐具，甚至是婴儿用品，还有礼品，还包括厨房中水槽、菜板、菜刀、不锈钢的保温杯、电饭煲的内胆，还有洗衣机滚筒的内胆等等。

　　含铜不锈钢筷子起到了杀菌作用

　　不含铜不锈钢筷子旁的米饭已经发霉

　　医用金属材料领域的拓展

　　不仅如此，在医用材料领域含铜金属也有很大的发挥空间。比如爱美的女士，隆鼻、隆胸用到的填充物就是生物材料，还有我们的人体关节、烤瓷牙、可降解高分子骨钉也是生物材料。由于其中金属类的生物材料有非常好的力学承载能力，同时它还有非常好的可塑性，特别容易加工，可以加工成各种形状，此外，它还具有非常强的抗腐蚀的能力。

　　正是因为这些原因，现在医用金属材料已经得到了最为广泛的应用，占所有生物材料份额的40%。

　　我们临床中常用的金属材料有哪些呢?基本就是四大类，不锈钢，钛合金等。当金属类的医用器械植入到我们人体之后会怎么样呢?细菌回来了，细菌无处不在，而且它们还有一个爱好，喜欢我们身体上有异物，只要它们感受到了我们身体来了一个外来客，它们马上通过各种途径，各种方式，向外来物表面聚集，于是形成了细菌生物膜，这种膜就好像我们家里的鱼缸好长时间没有清洗，内壁的膜就是细菌生物膜。

　　现在比较通用的方法就是在金属类的植入物器械外表面涂上一层抗生素类的药物，这种方法短期是有效的，但是存在很多的弊端。如何规避，我们想到用含铜金属材料，所以我的工作就是验证含铜金属材料是否能够抑制这种器械引发的细菌感染，同时推进它的临床应用。结果显示，含铜金属材料在杀菌抑菌方面的表现非常喜人。

　　目前，含铜医用金属材料的工作已经进入CFDA的型式检验评审阶段，今后也将会在医用金属材料领域展现其“细菌杀手”的特性。