Очень часто в обсуждениях тем, связанных с обеззараживанием воды серебром, возникает мнение о том, что «зачем все эти ухищрения с ионами, коллоидами и кластерами? Всех делов-то — достаточно бросить в воду бабушкину старую серебряную ложку или монету и вуаля — безопасно и незадорого!»
Так ли это?
И «да», и «нет», заявляют наши эксперты по направлению развития метода дезинфекции воды ионами серебра и меди.
Но давайте разберемся.
Понимание природы обеззараживающего свойства серебра приходило не сразу.
Издревле особые «дезинфицирующие» свойства приписывали именно металлическому серебру и изделиям из него. Это объяснимо и логично, ведь серебряные сосуды успешно использовались для хранения и обеззараживания питьевой воды еще в античные времена.
Однако, к середине XVI века ученые, врачи и алхимики (зачастую это всё один и тот же человек) обращают внимание на то, что соединения серебра, а в частности, открытый средневековыми алхимиками нитрат серебра AgNO3 — «Адский камень» (ляпис), во много раз эффективнее, чем привычное металлическое серебро.
В конце XIX века, с развитием науки, и в частности аналитической химии, происходит главное открытие — ионная природа эффективности серебра.
Швейцарец Карл Негели установил, что причиной воздействия серебра на клетки микроорганизмов являются заряженные атомы серебра — ионы Ag+.
Как именно они влияют на микроорганизмы вы сможете узнать в нашей отдельной статье с авторскими рисунками от наших специалистов.
История практического использования серебра в медицине в России начинается с 1907 года. Именно тогда Г.И. Сериков впервые провел эксперименты по обеззараживанию воды, погружая в нее пластины из чистого металлического серебра. В результате этих исследований было установлено, что химически чистое металлическое серебро обладает лишь слабовыраженным бактерицидным эффектом.
«Чистое серебро не является бактерицидом; серебро активно лишь после поверхностного окисления и/или взаимодействия с чем-либо»
Общий вывод научного сообщества 20 века, по итогам проведения серии экспериментов с серебром.
В Советском Союзе активно продолжались исследования антимикробных свойств серебра, которые в основном использовались для консервирования питьевой воды.
В 1930-х годах советский исследователь П.Е. Ермолаев в экспериментах с серебряной пластиной установил:
«Пластина серебра, обработанная аммиаком и отмытая дистиллированной водой,
лишенная слоя окислов и солей серебра, in vitro не проявляла бактерицидных свойств — наблюдается активный рост флоры E.coli»
[Ермолаев, 1935; Ермолаев, 1936]
Е.А. Плевако в опытах с серебряной спиралью выявил, что бактерицидное действие металлического серебра зависит от образования на его поверхности солей и оксидов. Эти соединения, растворяясь в воде, создают определенную концентрацию ионов серебра, которая и обеспечивает его антимикробный эффект. Оба исследования показали: химически чистое, «отмытое» серебро теряет свои бактерицидные свойства.
В те же 1930-е годы профессор Кульский изобрел революционный метод получения ионов серебра — методом электрохимического растворения анодного серебра. Этот способ позволял получать ионы Ag+ контролируемо, с любой интенсивностью и производительностью.
Как эксперименты начала XX века, так и последующие исследования подтвердили: серебро обладает бактерицидными свойствами только в растворенном или ионизированном виде, то есть в форме ионов серебра или его диссоциированных соединений (веществ, способных распадаться на ионы).
Металлическое серебро активно используется как покрытие для фильтрующих материалов с высокой удельной поверхностью, таких как песок, активированный уголь, цеолиты и иониты.
Эти материалы импрегнируются растворами серебра с целью катализирования процессов, дезинфекции воды и предотвращения биологического загрязнения фильтрующих засыпок.
Установка «Серебряная фильтрация®» компании Технофильтр нашла широкое применение: она используется на более чем 200 производственных объектах в 21 стране.
Этот метод является ключевым в обработке сортировок для производства алкогольной продукции, в том числе таких брендов, как:
Его основа — нанесение небольшого количества коллоидно-диспергированного серебра на поверхность активного угля, что значительно повышает его каталитическую эффективность.
Для бытовой очистки воды применяются картриджи из углеродного волокна с серебром.
Кроме того, кассеты для фильтров-кувшинов, такие как Барьер, содержат кокосовый уголь, обработанный серебром.
Эти фильтры не только замедляют размножение микробов, но и продлевают срок службы кассет.
Также все большую популярность приобретают многоступенчатые фильтры для питьевой воды с графеновым сорбентом, обработанным серебром, благодаря их высокой эффективности и долговечности.
Это самая эффективная форма серебра как дезинфектора. Используется для дезинфекции и консервирования воды, включая питьевую. Метод получения — контролируемая генерация ионов Ag+ методом электрохимического растворения анодного серебра в установках электролиза.
Примером такого оборудования является система SilverPRO.
 |
 |
Продукция нашей компании. Со всей линейкой оборудования можно ознакомиться по ссылке.
Разновидность ионной формы. При растворении данные вещества распадаются с выделением ионов Ag+.
Примеры:
Применение: клиническая медицина, лечение язв, вирусных, грибковых и бактериальных инфекций, а также для обработки и лечения ожогов.
Коллоидные растворы серебра — это одна из самых популярных форм его соединений, относящихся к «металлической» форме.
В основном это коллоидные системы, состоящие из высокодисперсного металлического серебра, где частицы «измельчены» для увеличения площади активной поверхности.
Такие системы стабилизируются высокомолекулярными продуктами.
Одним из известных примеров соединений коллоидного (металлического) серебра с протеином являются препараты под торговыми марками:
Например, Аргирол получают путём взаимодействия оксида серебра с желатином или альбумином.
Сегодня на рынке активно присутствуют различные препараты, содержащие коллоидное серебро, такие как:
Эти средства широко используются в медицинской практике, в том числе в качестве вяжущего, антисептического и противовоспалительного средства, особенно в клиниках уха, горла и носа.
Кроме того, известны и коллоидные растворы галогенидов серебра, которые также находят широкое применение.
Одним из первых учёных, предложивших устойчивый коллоидный водный раствор йодида серебра как антимикробное средство, был Г. Килан в 1930 году. Препарат был выпущен под торговой маркой «Neosilvol».
Коллоидный галогенид серебра (аналогичный нанокристаллическому серебру) используется для нанесения на полимерные материалы, что позволяет создать антимикробную перевязочную ткань.
Компания Johnson Matthey в сотрудничестве с Microbial Systems International разработала и выпустила на рынок США консервант для косметической промышленности JMAC®, который представляет собой смесь хлорида серебра и диоксида титана. На восточном рынке существует аналогичный продукт Kokoro®, консервант на основе хлорида серебра.
Галогениды серебра также активно используются в качестве дезинфектантов, в том числе при обработке питьевой воды. Например, ещё во время Великой Отечественной войны Германия выпускала гранулированный хлорид серебра («олигодиновое серебро») для полевых условий, а также кусковой хлорид серебра («роговое серебро»). Сегодня для целей водоподготовки применяются, например, цинковые цилиндрические насадки, покрытые слоем желатина, содержащего хлорид серебра.
Тем не менее, для обработки питьевой воды чаще используется йодид серебра. Например, в фильтрах компании «Аквафор» используется картридж, заполненный катионитом, который содержит серебросодержащую ионообменную смолу Aqualen™.
Галогениды серебра, в частности йодид серебра, подобно сульфадиазину серебра, медленно высвобождают ионы серебра (Ag+), что позволяет обеспечить пролонгированное антимикробное действие в месте применения.
Фторид серебра, являясь самым растворимым из всех галогенидов, находит более ограниченное применение. Например, препарат «Saforide» японской компании Curare и его российский аналог «Аргенат» (содержащие 380 мг/мл фторида диаминсеребра Ag(NH3)2F) применяются в зубоврачебной практике.
Нано- и кластерное серебро представляет собой разновидность коллоидного серебра, но с меньшими размерами серебряных частиц. Средний размер первичных кластерных частиц серебра в таких препаратах составляет от 4 до 15 нанометров, согласно данным физико-химических исследований. Для сравнения, в классических препаратах коллоидного серебра (например, Колларгол и Протаргол) размер частиц может варьироваться от 10 до 300 нанометров и даже больше.
Современные технологии позволяют создавать кластеры, состоящие из 50-60 атомов серебра, что делает это направление исследований особенно перспективным.
Кластер серебра представляет собой не только резервуар для ионного серебра, как стандартная коллоидная металлическая частица, но и проявляет специфический механизм его доставки в бактериальную клетку. Когда кластер соединяется с мембраной бактерии, он вызывает нарушения в её структуре и увеличивает локальную концентрацию ионов Ag+. Это в свою очередь увеличивает внутриклеточную концентрацию ионов серебра, позволяя кластеру играть роль своего рода «десантного корабля» для серебра.
Ионная форма серебра воздействует на мембранные белки и ферменты бактерий, нарушая их нормальное функционирование.
Это приводит к сбоям в трансмембранном транспорте, вызывает окислительный стресс и препятствует нормальному метаболизму бактерий, способствуя их уничтожению.
Нанокристаллическое серебро используется для придания бактерицидных свойств твердым поверхностям бытовых товаров и приборов. Многие современные компании применяют ультраколлоидное серебро для улучшения характеристик бытовой техники. Так, например, кондиционеры LG и холодильники SIEMENS оснащены технологией «silver nano», которая повышает антимикробные свойства этих устройств.
Еще одной инновационной технологией является AntiBacteria, использующая полимерное покрытие фирмы DuPont, которое содержит ультрадисперсный наполнитель. Этот наполнитель включает катионообменный цеолит, содержащий ионы серебра AgION™.
Принцип действия: Ионы серебра постепенно высвобождаются из покрытия и переходят в поверхностную пленку влаги, в которой находятся микроорганизмы. В процессе турбоохлаждения бактерии, вирусы, плесень и грибки, переносимые с зараженных продуктов, оседают на стенках, где и погибают.
Технология AgION™ прошла обширное тестирование в лабораториях AgION Technologies LLC, а также в научных учреждениях Японии и других стран. Экспериментально было подтверждено, что покрытие эффективно уничтожает множество опасных патогенов, включая сальмонеллы, золотистый стафилококк, различные виды стрептококков, туберкулезную палочку, легионеллу, а также различные виды плесени и болезнетворных грибков. Это покрытие успешно защищает не только от бактерий, но и от вирусов и других микробов.
В этом обзоре мы выделили ключевые формы применения серебра как дезинфицирующего вещества. Исследования в этой области продолжаются, и, вероятно, в будущем их результаты расширят список эффективных применений этого металла.
Как бы не казалось странным, присутствие серебряной ложки в стакане с водой не имеет заметного эффекта — ни пользы, ни вреда. Однако если подключить ее в качестве анода в ионатор, то результаты будут совершенно иными.
Пример расчета: чайная ложка 925 пробы с длиной 145 мм, шириной 30 мм и весом 22 г. Вес чистого серебра составляет 20,35 г.
Для расчетов необходимой концентрации серебра для надежной дезинфекции питьевой воды (0,05-0,1 мг/л) такая ложка при электрохимическом растворении способна обработать 220-440 м³ воды — это примерно 2 200 000 стаканов! Такой эффект обеспечивается за счет «суперсилы» серебра в ионном виде, что делает его мощным инструментом в борьбе с микробами.
Как серебро борется с микроорганизмами?
Антимикробные свойства серебра: мифы, факты и современные исследования
Серебро в системах водоподготовки питьевой воды морских судов
Как серебро используют в судоходстве? Какие компании по всему миру разрабатывают оборудование для очистки питьевой воды?
Серебро в питьевой воде: История, технологии и влияние на нашу жизнь
Из этой статьи вы узнаете как серебро стало незаменимым дезинфицирующим средством, о его вкладе в улучшение качества воды и как эта технология применяется сегодня для обеспечения здоровья и безопасности людей.
