抑霉菌调湿材料及其抑霉菌机理研究

摘要

室内湿度不宜和霉菌污染对空气环境、人体健康、建筑围护结构的危害极大。目前，控湿主要是通过空调设备和调湿材料，但空调耗能高，而大多数调湿材料虽然有一定的调湿性，但当其长期处于高湿环境时亦会滋生霉菌，从而会加剧霉菌污染问题。因此，研发一种兼具调湿和抑霉菌的建筑材料对改善室内环境和降低建筑维护费具有重要意义。

本研究将具有调湿性和负载性的硅藻土、抑霉菌性的改性掺合料和强吸水性的泥炭藓按75:25:15的比例复合制备抑霉菌调湿材料，通过培养皿法对其抑霉菌性、抑霉菌影响因素进行研究，并通过菌丝渗漏物的试验及借助SEM、TEM和XRD等技术手段对调湿材料的抑霉菌机理进行了深入探究，结果表明：

1）本材料具有良好的抑霉菌性，其在固体培养基中的长霉程度为0级，在察氏培养基中其表面桔青霉和黑曲霉孢子萌发时间分别在第18 d和15 d，且菌丝生长缓慢，而对照组1-2 d后就布满培养皿。

2）本材料的主要抑菌组分是改性掺合料，其长霉程度为0级，在察氏培养基中其表面桔青霉和黑曲霉萌发时间分别第17d和23d；其次是硅藻土，而泥炭藓不具抑霉菌性。本材料的抑霉菌性随浓度增高而增强，当浓度大于1.5:100 g/ml时，其抑霉菌性显著提高。本材料对霉菌孢子萌发和菌丝生长的抑制作用随着pH值增大而增强，其中，对桔青霉和黑曲霉抑制较佳的pH值域分别为不小于9和不小于10。湿度对本材料的抑霉菌性影响不是很大，即使在较高湿度下，本材料仍具有良好的抑霉菌性。

3）通过菌丝渗漏试验结果和SEM、EDS、TEM等分析可知，经本材料及其抑菌组分处理的霉菌在数量上明显减少，结构上严重变形，细胞质壁分离严重，细胞膜被破坏导致胞内物质外渗，细胞内大部分细胞器被氧化破坏。

4）本材料通过其调湿性改变霉菌生长的湿度条件，使其表面难以生长霉菌。此外，改性掺合料与水分子和氧接触后产生的OH-和活性O2-分别可通过诱导脂过氧化物和强氧化性来破坏霉菌的细胞结构。

关键词：调湿材料；抑霉菌性；改性掺合料；抑霉菌机理

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

随着互联网和全球经济一体化的发展，人们可以足不出户进行许多工作、学习和生活活动，室内活动时间高达90%[1]。长时间的室内生活和工作，室内空气环境必然会对人的身心健康和工作效率产生重要影响。室内空气环境包括室内热湿环境和室内空气质量，而室内热湿环境和室内空气质量往往会相互影响。如高湿度环境易产生以霉菌类真菌为主的微生物污染，影响室内空气质量[2]。

在北方地区，相对湿度常年处于低水平时，这对人体皮肤、眼鼻、呼吸系统均会造成伤害，不利于身体健康。而在我国南方地区其相对湿度常年在70%~80%，甚至更高，如重庆夏季室内相对湿度最高可达99% [3]；梅雨季期间的长江中下游地区，建筑室内相对湿度长期处于70%以上[4]。而空气相对湿度过高不仅会影响建筑环境的舒适度，还会加剧霉菌的生长[5-8]。贺宇彦[9]研究表明，大部分维护结构为达到节能目标，其气密性等级逐渐提高，降低了室外新风量，室内湿气无法及时排出，使其内部湿积累增加的同时，也为其表面霉菌生长提供了有利环境。在我国夏热冬冷地区，常年湿度大，墙体内湿迁移与积累现象普遍存在且显著，墙体普遍存在霉菌污染的风险[10]。

霉菌污染对人体身心健康、建筑耐久性和经济等具有极大的负面影响[11-13]。研究表明[14,15]，当人体吸入一定量的霉菌后会引发过敏性鼻炎、过敏性肺炎、过敏性哮喘等呼吸道疾病，且霉菌代谢过程中发出的各种难闻的气味还会导致人们产生头晕、疲劳、集中力分散等不良影响。此外，墙体一旦生长霉菌，不仅会产生色斑，影响建筑美观，还会霉菌使墙体粉刷层起鼓，漆膜或乳胶层脱落、腐烂或腐蚀材料，损害建筑结构，影响结构耐久性等。据德国研究机发布的《建筑损坏第三次评估报告》报道，德国每年因为霉菌所产生的损失超过 2 亿欧元，X德克萨斯州 1999-2000 年建筑保险投诉案例增长了13 倍[13]。2019年，加拿大一地产公司Excel homes因其所建房屋漏水，发霉严重被索赔1100万元[16]。

因此，为了使室内保持适宜的相对湿度，同时减少室内霉菌生长，以空调系统为主的室内湿度调节设备开始盛行，但高能耗和管道处易发霉的缺点又限制了其发展。为了降低能耗，构建绿色建筑，于是近年来很多学者在研究可通过自身吸放湿特性实现对室内空气湿度调节的调湿材料。无机矿物类调湿材料因其具有节能环保、来源广、使用便利等特点，而成为学者们研究的热点。相对而言，目前国内对硅藻土调湿材料的研究较多[17-19]。然而，在南方湿热地区，调湿材料极易因吸湿而长期处于高湿状态，此时即使材料中含微量有机添加剂也可为霉菌滋生提供有利条件，造成霉菌污染[10]。尽管现在有一些抑霉涂料和抑霉剂可用于建筑抑霉[20-22]，但这些抑霉材料的活性成分为抑霉时效短、耐热差的有机抑霉剂。当然，对无机抑霉材料也有相关研究，如Arciniegas-Grijalbaa[23]研究的纳米ZnO颗粒对咖啡中的柠檬菌丝体和炭疽病的抗菌性良好；Dananjaya[24]从生物医学的应用考虑，研究了ZnO-壳聚糖纳米复合材料对念珠球菌的抗菌性，研究结果表明其对白色念珠菌有很好的抑制作用；周振宇[2]通过加入ZnO改性具有调湿性能的苯丙乳液制备调湿材料，但其抑霉机理还有待深入研究。由上可知，无论是有机抑霉材料还是无机抑霉材料几乎都不具调湿性，且大部分无机抑菌材料的研究多限于在食品及生物医学方面的应用，对用于建筑且兼具抑霉性及调湿性能的无机材料研究相对较少。故研发一种兼具良好调湿和抑霉性的建筑材料成为当下亟待解决的问题。

1.1.2 研究意义

利用调湿材料的自身吸放湿特性实现对室内空气湿度的调节可以大大节约能源，但在南方湿热地区调湿材料极易因吸湿而长期处于高湿状态，却会因产生霉菌污染而降低室内空气质量。这符合马克思主义的对立统一规律，而事物发展变化的关键就在于它内部存在的对立面。因此，研发可抑制霉菌生长的调湿材料对建筑节能和提高室内空气环境具有重要意义。

本研究的调湿材料既自动将室内相对湿度控制在适宜范围，无需消耗除湿设备的能源，在高湿热地区还能抑制霉菌生长，从而改善建筑热湿环境和室内空气质量，从根本上解决调湿和霉菌生长的矛盾。

本研究拟在前期研究[25]的耐水性泥炭藓/硅藻土复合调湿材料基础上进行。在泥炭藓/硅藻土复合调湿材料设计时，考虑天然泥炭藓具有抑菌和强大的吸湿功能，于是拟将其作为即可调湿又能抑菌的组分进行材料复合。本研究在前期材料的调湿性能、强度和耐水性研究的基础上，进行材料的抑霉菌性能和机理研究。本研究可为生态调湿材料的研究提供试验和理论基础。

1.2 抑霉菌材料的研究现状

1.2.1 霉菌的生物特性及建筑内常见霉菌

1）霉菌的生物特性

霉菌是丝状真菌的总称，分布在土壤、水、动植物体或空气中。霉菌的生长周期如图1.1所示。值得注意的是当环境条件不利于菌丝进一步生长时，孢子形成增加，这是霉菌生存的一个重要策略，它能保证霉菌不会在一个生命周期内没有进行传播就消失。

影响霉菌滋生的因素主要有温度、湿度、pH、养分、氧气和暴露时间等。大多数霉菌生长最适宜的温度在25~30℃之间。国际能源署给出的霉菌生长临界湿度为80%[26]。多数霉菌比较喜酸性，其最适的pH值为5~6[27,28]。根据Kalamees[29]对建材营养等级划分可知，大部分建材属于class2级别，即具有多孔性质的建筑材料，此特征对耗氧量约为0.14~0.25%的霉菌来说很容易满足[30]。

　　图1.1 霉菌生长命周期图

以黑曲霉、黄曲霉和桔青霉为例，其相关特性如下：

1）黑曲霉菌呈黑褐色，壁厚而光滑，顶部形成球形顶囊，其上全面覆盖一层梗基和一层小梗，小梗上长有成串褐黑色的球状的分生孢子。分生孢子头状如“菊花”，见图1.2a。黑曲霉在高温、高湿环境下，容易大量繁殖生长。

2）黄曲霉结构疏松，表面灰绿色，背面无色或略呈褐色，菌落生长较快，其分生孢子的形状与黑曲霉类似，见图1.2a。但黄曲霉比其它霉菌更耐旱和耐酸碱性，且耗氧量极低。

3）桔青霉属于丛梗孢科。菌丝体由多数具有横隔的菌丝所组成，通常以产生分生孢子进行繁殖，其分生孢子头如“扫帚状”，见图1.2b。

　　图1.2 霉菌结构图（a为曲霉菌属，b为青霉菌属）

2）建筑内常见霉菌

室内霉菌的种类多种多样，且不同功能的空间所生长的霉菌种类亦有较大差距，但综合表1.1数据可见，在各类功能的空间中，最主要的霉菌种属有曲霉属，青霉属及枝孢霉属。

表1.1 国内外关于不同功能建筑内优势霉菌的研究

作者	研究场所	优势霉菌	备注
Salonen[31]	77 栋办公楼	青霉 曲霉	极地气候 室内
Priyamvad[32]	实验室 学生办公室 空调房 小餐馆 旅社	曲霉	北极热带地区 印度 室内
Madureira[33]	住宅 小学 儿童日托中心 老年护理中心	青霉 枝孢霉	室内
Cabo Verde [34]	医院	青霉 曲霉	室内
D. Haas [35]	185 所住宅	曲霉 青霉	南澳大利亚 室内
Jo[36]	娱乐场所 小学 住宅	枝孢霉 曲霉 青霉	冬季和夏季 韩国室内
张华玲[37]	空调病房	曲霉 青霉	冬季与夏季 室内

1.2.2抑霉菌材料的分类

抑霉菌材料主要是通过其特有的化学性质直接抑制甚至杀灭霉菌。根据成分和来源的不同，抑霉菌材料大体可以分为天然抑霉菌材料、有机抑霉菌材料、无机抑霉菌材料和复合抑霉菌材料四大类[38]。

1）天然抑霉菌材料

天然抑霉菌材料主要源于动、植物和微生物[39]。赵阔[40]探究了贝壳粉在不同工艺处理后的抑霉菌性，得出酸处理后的贝壳粉抑霉菌性较佳。常璐璐[41]研究了樟叶提取物对木材霉菌的影响，研究发现该提取物可以破坏霉菌的细胞结构进而抑制和杀死霉菌。魏练平、黄亮和song等[42-44]分别探究了鱼腥草乙醇提取物对白色念珠菌、黄曲霉和黑曲霉的抑制效果，结果表明其抑霉菌性良好。Ouhdouch 等[45]从放线菌中提取的非聚烯抗生素对细菌、霉菌、酵母菌都有很强的抑制作用。徐进等[46]通过培养试验发现乳杆菌对黄曲霉孢子的萌发具有明显的抑制作用。

2) 有机抑霉菌材料

有机抑霉菌材料主要有异噻唑啉酮衍生物、含卤有机物、酚类化合物（取代芳烃类）、含氮有机物等。有机抑霉材料的抑霉机制主要是通过破坏霉菌的细胞壁和细胞膜从而使霉菌裂解死亡以及破坏霉菌细胞壁的通透性，使霉菌在渗透压的作用下摄入的养分量低于其需求量，从而达到抗菌效果[47]。

曲园园[48]以异噻唑啉酮作为水性外墙涂料的防霉剂，并通过抑霉菌试验检测该涂料的抑霉菌性，结果表明其涂层长霉程度为0~1级。辜海彬[49]通过抑菌圈法测定富马酸二甲酯、尼泊金丙酯、肉桂酸、异噻唑啉酮和肉桂酸酯类衍生物五种防霉剂对19 种皮革霉菌的抑霉菌效果, 结果表明异噻唑啉酮抑菌性最佳，而富马酸二甲酯抑菌性最差。张小华[50]借助微胶囊技术制备了 3 种异噻唑啉酮微胶囊型防霉剂并研究其防霉效果，结果表明该防霉剂可有效预防加脂坯革霉变。蔚亚辉团队[51,52]通过室内生长速率法测定了异噻唑啉酮对灰霉菌抑制效果，研究表明异噻唑啉酮具有显著的抑霉效果。

魏万姝[53]以慈竹为原料，酚醛树脂为胶黏剂，分别以有机碘化物、二癸基二甲基氯化铵、苯噻氰、有机碘化物和二癸基二甲基氯化铵的复合物为防霉剂制备4种防霉重组竹，并通过室内抑菌试验检测其抑霉菌性能；结果表明，综合力学性能、防霉效果，含有机碘化物的重组竹防霉性较好。陈利芳[54]分别利用5 种竹木防霉剂对水竹，毛竹，茶秆竹进行防霉试验，结果表明，由广东省林业科学研究院木材保护研究团队研发的环保型防霉剂和传统剧毒防霉剂五氯酚钠对竹材的防霉效果较好。

卢卫平[55]通过催化剂将富马酸与甲醇直接酯化合成了防霉剂富马酸单甲酯，通过抑菌活性试验得出，富马酸单甲酯对多种霉菌具有良好的抑制作用, 尤其对黄曲霉菌、黑根霉菌和棒束青霉菌的抑制作用更好。

US4427796 报道的通过季铵化所得的聚季铵盐为水不溶性聚合物，其对细菌、真菌、病毒及藻类的生长有较好的抑制效果[56]。

3) 无机抑霉菌材料

无机抑霉菌材料是一种相对较新的抑霉菌材料，由于其具有抗菌的长效性、广谱性和耐高温性等优点而得到了广泛的运用。目前，无机抑霉材料主要为具有抑菌活性的金属离子(如Ag+、Cu2+、Zn2+等)和纳米金属氧化物(如ZnO、TiO2、MgO等)，其中TiO2属于光催化材料。

Zeomic为日本最常见的银系无机抗菌剂，将Zeomic（载铜和银分别为5%和3%的沸石）、线性低密度聚乙烯和碳酸钙按1:9:10比例混合，通过熔融注塑制得对芽孢枯草菌和黑曲霉杀菌率在99%以上的薄膜袋[57]。田艳红[58]研究了不同浓度铜离子抗菌性；结果表明，当 NaOH与CuSO4溶液按物质的量的比为 1:1混合，经氨水和乙醇的混合液洗涤并真空抽滤后制备的铜氨溶液抑菌带宽度最宽。朱伟员[59]通过磷酸锆离子交换体制得以Ag+、Cu2+为杀菌活性成分的无机抗菌剂，研究表明其长霉程度为 0 级。安虎雁[60]研究了P 型纳米二氧化硅载银的抗真菌性，结果表明其抗真菌性良好，具有稳定性好，耐高温、不失效等特点。

李能树[61]在探究新型纳米材料在防治档案库房霉变的可行性时发现，Ag2O和ZnO对细菌和真菌均具有较好的抗菌性，其中Ag2O的效果优于ZnO。

宋剑刚和Li[62,63]分别通过低温水热法和低温湿化学法制得的两种纳米ZnO对黑曲霉和桔青霉具有良好的抑菌性。周振宇和Sharma[2,64]等人分别通过综合法和简单的均匀沉淀法制备了两种纳米ZnO，并得出前者黑曲霉长霉程度为2级，后者对白色念珠菌具有良好的抑制作用。

贺天姝[65]通过锌沸石负载纳米 TiO2颗粒，以Ce离子为掺杂离子，采用浸渍法制备锌沸石-Ce/TiO2抗菌材料，并借助培养皿法评价其抑霉菌性，结果表明，其14 d的长霉程度为 0~1级。牛曦婷[66]以纳米TiO2、助剂、添加剂等为原材料制备聚氨酯树脂母液并进一步加工成皮革抗菌防霉涂饰剂；当纳米 TiO2的掺量为 3% 时, 其长霉程度为0级。李园[67]通过紫外光光催化试验检测了有一定晶型TiO2纳米管及其改性物（分别通过纳米银和氧化石墨烯改性）对青霉的影响，试验结果表明，此三者对青霉菌的孢子及其DNA均有很强的破坏作用。

4）复合抑霉菌材料

复合抑霉菌材料是指依据不同抑霉菌材料的抑制特点结合各自优势，以达到提高抑霉性和节约抑霉材料开发成本为目的而将其进行复配得到的材料。

王康[68]将壳聚糖和纳米银等浓度混合，通过抑菌圈试验分析出该复合物对霉菌抑制效果明显优于他们的单一成分。赵艳[69]将纳米二氧化钛与壳聚糖复合制备防霉材料用于纸张防霉，研究结果表明经防霉材料处理的纸张对黑曲霉的24h杀菌率高达 99.99 %。Dananjaya[24]通过用ZnO改性壳聚糖制备了对致病性念珠菌具有良好抗性的复合防霉材料。张明辉[70]的研究指出当梨酸钾、双乙酸钠和制霉菌素的浓度分别为1.0g/L、4.0g/L和1.0×104μ/m L，pH值4.0时，其抑霉菌性最佳。

综上可见，天然抑霉菌材料和有机抑霉菌材料的研究都不少，但鉴于天然抑霉材料的抑菌持久性和耐热性差，提取困难、有机抑霉材料耐热性差，持续时间短且具有一定的毒性，从而限制了其发展。无机抑霉材料虽然具有稳定性好、安全性高、抗菌的广谱性等优势，但抗菌时效慢，且无机抑霉菌材料中银系、氧化锌和二氧化钛不仅价格昂贵且制备复杂，二氧化钛又必需紫外光等特点极大地阻碍了它们的广泛运用。而复合抑霉材料的研究因为结合了各种抑霉材料的优势，不仅抑霉性能好而且成本低，故具有广阔的发展前景。但从上述复合抑霉菌材料的研究可见，目前以有机-无机复合、有机-有机复合的研究居多，复合方法不易操作且复合材料的功能单一，对于无机-无机复合的多功能抑霉菌材料研究尚少。

1.2.3抑霉菌机理

鉴于本研究中的抑菌活性成分为无机材料，故在此只对无机抑霉菌材料的抑霉机理进行论述。无机抑霉菌材料应用广泛，种类较多，通常是银、铜、锌等金属离子和纳米金属氧化物，如二氧化钛、氧化锌等为主。针对不同无机抑霉菌材料的抑霉机理，这里综合各学者研究结果归纳出以下几种：

1）接触反应假说

接触反应假说是指金属离子或纳米氧化物在与微生物体接触时导致微生物体固有结构受损或功能受限，导致微生物无法正常新陈代谢而死亡。在接触抑菌型材料中，银离子是最为典型的材料之一。

银系抗菌材料[71-75]在我们生活中被广泛的运用，尤其是在医学方面，而接触反应正是其抗菌机理之一。Ag+接触反应认为，当微量Ag+穿透微生物细胞壁到达细胞膜表面时，因细胞膜表面呈负电，在库仑引力的作用下，二者牢固吸附，进而使Ag+融入细胞内，导致蛋白质凝固，细胞合成所需的酶的活性被破坏，细胞因丧失存活能力而死亡[76,77]。

2）光催化反应假说

当照射到半导体上的光能量大于或等于其带隙时，价带上电子（e-）被激发并跃迁至导带上，同时在价带上产生相应的空穴（h+），形成空穴-电子对。光生h+的强氧化性，可将其表面的OH-或H2O氧化成羟基自由基（·OH），而光生e-则可以与 O2发生氧化反应生成氧负离子（O2-）。而·OH和O2-均具有很强的氧化能力，可将微生物的有机成分氧化, 致使微生物死亡[78,79]。

光催化型抑霉菌材料主要以n 型半导体元素所产生的金属氧化物为主，如TiO2、ZnO、ZrO2等，TiO2是其中的代表性物质。研究表明，TiO2在波长小于400nm的光波照射下会产生h+-e-对，其与环境中的水分子和氧接触后会生产具有强氧化性的·OH和O2-等活性氧，此类活性氧对反应物几乎没有选择性，能氧化分解大部分的有机物和部分无机物[80-82]，能彻底杀死微生物。

3）活性氧自由基的氧化损伤学说

活性氧自由基的氧化损伤学说是指材料在光照或表面缺陷的作用下处于高氧状态并具备很高的还原势能，可通过单电子还原反应激活环境中的氧，从而产生活性O2-，其强氧化性可在短时间破坏微生物的增殖能力，致使细胞死亡。具备这种抗菌机理的材料以无机金属氧化物为主，如ZnO、CaO、MgO等。MgO 晶体借助其表面的氧空位催化水中溶解的氧通并过单电子还原反应产生具有强氧化性的活性O2-， 该物质可以破坏细菌的细胞成分，从而迅速杀死细菌[83,84]。此外，MgO在水溶液中极易与水结合并在其表面生成呈碱性的Mg( OH)2，而活性氧在碱性条件下比较稳定，从而增强了氧化镁的抗菌性[85]。

4）吸附作用导致的机械损伤

由于纳米氧化物具有很高的比表面积和大量的晶格缺陷等使得纳米氧化物具有较强的吸附性。如Yamanoto[86,87]曾提出，纳米颗粒对微生物的强吸附作用致使细胞膜产生机械损伤是纳米 MgO具有抗菌性的另一个因素，且该类损伤程度随着纳米 MgO 尺寸的变小而增大。Jin[88]在2011年通过SEM观察MgO作用于大肠杆菌后其细胞形态的变化，结果正好证实了纳米氧化镁的吸附损伤理论。后来有学者[89,90]利用纳米材料的强吸附性将纳米MgO和卤素结合制备MgO-X2，并同样得出纳米颗粒的吸附作用可使细胞壁和细胞膜破损，进而杀死微生物。

1.2.4抑霉菌性的检测及性能评价

材料的抑霉菌性检测工作经历了较长时间的发展，最初X霍普金斯大学，其科研人员在研究霉菌对绝缘材料性能影响时，创立了霉菌实验室，并制定了用于鉴定材料抑霉菌性的霉菌试验方法的标准。日本在1953年制定了JISZ2911“Methods of test for fungus resistance”，英国在1989年针对建筑墙体涂料给出了抑霉菌试验方法并制定长霉等级标准[91]。ISO-TC61 技术委员会于1978 年制定了国际标准ISO 846-1978“Plastics-Evaluation of the Action of Micro organisms”[92]。我国第一个正式的国家抑霉试验标准是GB/T1741-1979 《漆膜耐霉菌测定法》，目前更新为GB/T1741-2007[93]。这些标准在评价材料抑霉性方面都是根据材料表面的长霉程度来评价材料的抑霉等级。

上述检测方法大多是基于抑霉菌材料的可涂抹性以及材料本身的可成块性，且抑霉菌性评价方法均以长霉程度为依据。近年来有的学者根据自己的材料的特点在检测和评价方面做了适当改动，如李伟[94]通过霉菌在胶合板表面萌发所需的时间和材料表面霉菌生长的面积共同作为抑霉指标；赵阔[40]、安虎雁[60]等人通过活菌计数来评价样品的抑霉特性。常璐璐[41]、张小华[50]和宋磊[52]等人则是通过抑菌圈的方法来评价材料的抑霉特性。

综合上述各学者对抑霉菌材料的研究可知，人们在抑霉菌材料的研发领域进行了大量研究，主要研究内容涵盖了天然抑霉菌材料、有机抑霉菌材料、无机抑霉菌材料和复合抑霉菌材料的制备及其抑霉菌机理的探究，其中复合抑霉菌材料以其成本低、抑霉菌广谱、抑霉菌时效长等优势而备受青睐，但是将无机-无机复合用于建筑材料领域，且与调湿功能相结合的复合抑霉菌材料研究较少。

针对目前关于兼具抑霉菌和调湿的建筑材料方面研究尚少的情况，本研究以改性掺合料中的氧化镁（MgO）和硅酸二钙（C2S）为主要抑霉活性成分采用简单的复合法将硅藻土负载改性掺合料，并辅以泥炭藓制备抑霉菌调湿材料，既利用了硅藻土的调湿性，又充分利用了作为废弃物的改性掺合料的抑霉菌性，不仅可以改善室内湿度，还可以长久的抑制霉菌生长。基于本材料的抑霉菌成分主要是MgO和C2S，前者抑菌机理以活性氧假说和吸附作用引发的机械伤害为主，后者主要通过其水解后产生的氢氧根离子（OH-）和高碱性环境来抑制霉菌生长。本研究的主要试验试验方法为通过无机盐固体培养基试验和察氏培养基试验对调湿材料干燥状态下和吸水饱和状态下对桔青霉、黄曲霉和黑曲霉的抑霉性进行了探究，其中干燥状态下的抑霉试验及评价方式均参照GB / T1741 – 2007中的培养皿检测法进行的，而吸水饱和后的抑霉实验则是将材料直接溶于察氏培养基中，其评价方式参考李伟[98]的实验。

1.3 主要研究内容

本研究在前期研究基础上[25]，选取硅藻土75：改性掺合料25：泥炭藓15的比例制备抑霉菌调湿材料，应用于室内的调湿抑霉。通过试验对调湿材料的抑霉菌性、影响其抑霉菌性的因素和抑霉菌机理展开研究。

1）研究以硅藻土为主要原料，掺入一定比例的改性掺合料和泥炭藓，制备调湿材料，并通过无机盐固体培养基试验和察氏培养基试验对本材料的抑霉菌性进行评价。

2）通过无机盐固体培养基试验和察氏培养基试验探究本材料中各组分的抑霉菌性，并通过察氏培养基试验探究本材料浓度及pH值对其抑霉菌性的影响；此外，还通过不同湿度梯度的干燥器探究湿度对本材料抑霉菌性的影响。

3）分别从通过经调湿材料处理后霉菌孢子的内、外部结构变化，菌丝渗漏物的电导率、蛋白质浓度和核酸浓度的变化和材料本身及其组成的微观结构来分析本材料的抑霉机理。

1.4 创新点

1）研发兼具调湿和抑霉功能的新型建筑材料。

2）深入挖掘改性掺合料的抑霉菌功能，扩大了改性掺合料运用范围。

3）对抑霉调湿材料的抑霉机理进行深入探究，为后期研究室内抑霉菌材料提供了一定的试验和理论参考。

4）巧妙地利用硅藻土丰富的孔结构将抑菌组分改性掺合料进行分散。

第2章 抑霉菌调湿材料的制备及研究方案

本研究团队已经对泥炭藓/硅藻土调湿材料的设计、制备、调湿性能和机理等进行了研究[25]。该材料的设计原理是：以硅藻土为主要调湿组分，利用无机改性掺合料提高材料的强度和耐水性。因有资料表明天然泥炭藓具有超强的吸水性和较好的抑菌性，故材料设计时在固定硅藻土和无机改性掺合料含量分别为75 Kg和25 Kg的基础上，分别复合0、5、10、15、20Kg的泥炭藓，拟改善材料的调湿性能和抑霉菌性能。研究已表明，复配泥炭藓后，材料的强度和耐水性会有所降低，但材料的调湿性能显著提高。在保证材料具有较高的强度、耐水性，又具备良好调湿性能的条件下，确定泥炭藓的合理复配量为5-15份之间；此时，材料的抗压强度6.21~6.74MPa，软化系数0.55~0.75，最大平衡含湿率19.02%~25.06%，最大吸、放湿速率分别为0.0557~0.0721Kg/Kg·d、0.0424~0.0521Kg/Kg·d，最大平衡含湿率提高17.3%~54.5%，最大吸放湿速率提高10.0%~38.7%。因此，泥炭藓的掺入可以提高调湿材料的湿容量并加快材料的调湿进程。

本研究是在对泥炭藓/硅藻土材料的调湿性能已经进行了较系统的研究，表明泥炭藓对材料调湿性能的改善起到重要作用的基础上，选取复配15份泥炭藓的调湿材料并对其抑霉菌性进行设计和研究。

2.1 试验材料

2.1.1 试验原材料

硅藻土源自江西省广昌县，以圆盘藻为主，其硅藻粒径一般8~12μm。该硅藻土主要化学成分见表2.1。

表2.1 硅藻土的化学组成

成分	SiO2	Al2O3	Fe2O3	MgO	CaO	TiO2	K2O	Na2O	H2O	LOI
含量（%）	61.3	15.6	11.2	0.9	0.2	0.6	—	—	—	8.6

改性掺合料源自江西省新余县某钢铁厂的废渣和少量助剂配制而成，呈白色粉末状，其主要成分为C2S和MgO，研究表明二者均具有良好的抑菌性能[95-97]。

泥炭藓为泥炭藓科的植物体，具有极为特殊的贮水细胞，其细胞壁分布有众多的水孔。研究表明[98,99]，泥炭藓可吸蓄其自身重量15~25倍的水分，同时还具有泥炭藓酚等抑菌物质，使其具有超强的持水能力和特殊的抗菌性等。

2.1.2 试验用菌种

综合表1.1所得的室内优势菌种类别及表2.2列出的各菌种的生长条件和危险等级，本试验选取桔青霉(P. citrinum)、黄曲霉(Asp. flavu)和黑曲霉(Asp. niger)为调湿材料的抑菌对象，这些菌种均购于广东省微生物菌种保藏中心。

Table.2.2Specification of minimum, optimum as well as maximum growth conditions for individual fungi concerning temperature, relativehumidity and pH-value, with reference to mycelium growth for different danger classes[100]

Species of fungi	Danger classes	Growth conditions
		Temperature [°C]			RH[%]		pH-value [-]
		Min.	Opt.	Max.	Min.	Opt.	Min.	Opt.	Max.
Asp. niger	A	6	37	47	76	98	1.5		9.8
Asp.flavus	A	6	40	45	78	98	2.5	7.5	>10
chaetomim globosum	C		35
Trichoderma viride	B	0	28	37		99
Cladosporium herbarum	C		25		81.5
Paecilomyces varioti	C		35	60		84
Penicillium citrinum	C				80		2	5.5	10
Aureobacidium pullulans	B	2	25	35	88

2.2 试验设备及化学试剂

2.2.1 试验设备

表2.3 试验设备

仪器名称	型号	生产厂家
电子分析天平	BSA124S	苏州赛恩斯仪器有限公司
移液枪	大龙	北京大龙兴创实验仪器有限公司
电动喷枪	HD3020	浙江普莱得电器有限公司
离心机	H2050R	湖南湘仪有限公司
精密恒温培养箱	BpH-9042	上海一恒科学仪器有限公司
安全柜	SW-CJ-2FD	苏州安泰空气技术有限公司
立式压力蒸汽灭菌器	LDZX-50KBS	江苏华鸥玻璃仪器有限公司
光学显微镜	CX33	北京瑞科中仪科技有限公司
环境扫描电子显微镜	FEI Quanta200F	FEI 公司
透射电镜	HT7820	天美（中国）科学仪器有限公司
X射线衍射仪	AXRD	广东贝拓科学技术有限公司
智城恒温培养振荡摇床	ZWY-103B	上海智城分析仪器制造有限公司
pH计	pHS-3C	杭州奥立龙仪器有限公司
电导率仪	DDS-307	上海仪电科学仪器股份有限公司
紫外可见分光光度计	UV-5200	上海元析仪器有限公司
超微量分光光度计	ND-1000	赛黙飞（世尔）仪器有限公司
酶标仪	SP-Max2300A2	上海闪谱生物科技有限公司
干燥器	BL-3001	江苏华鸥玻璃仪器有限公司
冰箱	GR-D30PJYS	韩国LG公司

同时需要器具有φ90培养皿、酶标板、普通滤纸、whatman 1滤纸、石英玻璃、三角烧瓶、接种环和试管等。

2.2.2 试验用化学试剂

表2.4 化学试剂

名称	化学式	生产厂家	试剂级别
硝酸钾	KNO3	北京化工厂	化学纯
溴化钾	KBr
氯化钠	NaCl
氯化钾	KCl
硫酸钾	K2SO4
硝酸铵	NH4NO3	上海生工生物工程有限公司	分析纯
磷酸氢二钾	K2HPO4
磷酸二氢钾	KH2PO4
硫酸亚铁	FeSO4
蔗糖	C12H22O11
琼脂粉	Agar
硫酸锌	ZnSO4
硫酸锰	MnSO4
对氨基苯磺酸	C6H7NO3S
正丁醇	CH3(CH2)3OH
α-萘胺	C10H9N
盐酸羟胺	NH3OHCl
盐酸	HCl
氢氧化钠	NaOH
氢氧化钾	KOH
考马斯亮蓝	G-250
磷酸	H3PO4
牛血清白蛋白	N/A
吐温80	C6H8O[O(CH2CH2O)20OH]OOCR
无水乙醇	C2H5OH
锇酸	OsO4
戊二醛	C5H8O2
环氧树脂	EP
环氧丙烷	C3H6O
醋酸双氧铀	C4H6O6U
柠檬酸铅	C6H5O7Pb

2.3 实验方法

2.3.1 菌种活化及菌悬液制备

1）菌种活化

首先用浸过75%无水乙醇的脱脂棉擦净安瓿管，并用酒精灯外焰加热其顶端约1min，然后在已加热处滴少量室温下的无菌水使之皴裂，紧接着用镊子敲下已经破裂的安瓿管顶部，最后用无菌移液枪吸取适宜的无菌水注入安瓶管内并轻轻震荡，待冻干菌种形成悬浮液状态，再用无菌移液枪吸取悬浮液于PDA培养基表面，并用涂布棒均匀涂开。最后放入霉菌养护箱中在温度为28℃、相对湿度大于85% 的条件下培养5-6d。活化后的菌种放入4℃冰箱中保存备用。

2）菌悬液制备

将活化后的霉菌，接种在PDA斜面培养基中培养5-6d，然后用无菌水（分装于4支试管中，每支约10 ml）洗涤斜面，并用接种环轻刮菌落表面。最后通过5 mm厚的纤维棉滤去菌丝和刮落的琼脂团，将滤液盛于30ml离心管以4000r/min的速度离心3次，每次10min，离心后的孢子用营养液（灭菌后）稀释至所需浓度8×105~1.2×106cfu/ml，参考资料[101]可知，该浓度下霉菌孢子的OD600约为0.1，即得到菌悬液。

2.3.2 试验用试件的制备

根据本团队的前期研究[25]，可知当硅藻土：改性掺合料：泥炭藓为75:25:15 时，调湿材料具有良好的调湿性和耐水性，基于此，本次研究采用相同的配合比制备调湿材料，并通过培养皿法进一步探究其抑霉性。

1） 无机盐固体试验试件的制备

将调湿材料掺水搅拌至所需稠度后用喷枪喷至5 cm×5 cm×3 mm的玻璃片表面，喷涂厚度约1mm，自然养护3d后用于试验。单一硅藻土、改性掺合料和泥炭藓原料试件制备方法与调湿材料组相同。

将5 cm×5 cm×1 mm的滤纸贴在玻璃片上作为对照组。

2） 察氏培养基试验试件的制备

试验组为将需要研究的材料按一定的比例加入察氏培养基溶液中，如探究调湿材料的抑菌性时按1:100 g/ml的固液比掺入。同理，为探究调湿材料的抑菌组成、调湿材料浓度和pH值对其抑霉菌性的影响的试验，其试验组制备方法与此类似。将纯察氏培养基溶液作为对照组。

探究湿度影响试验试件制备

将调湿材料和水按10:3比例拌制，再将拌合物逐层压入内部尺寸为20 mm×20 mm×20 mm的模具中，其中压实度取最优含水量时的压实度95%；试件成型1 d后拆模，并在自然条件下条件下养护两周。

将尺寸为20 mm×20 mm×1mm的普通滤纸作为对照组。

2.4 调湿材料抑霉菌性研究方案

本研究通过以无机盐固体培养基和察氏培养基两种形式共同探究了调湿材料分别在干燥和吸水饱和状态下的抑霉菌效果。

2.4.1 无机盐固体培养基试验

将配制好的无机盐固体培养基溶液（装于三角烧瓶中）、培养皿和无菌水等其它需要的用品均装于高压灭菌锅中，在121 ℃、0.10~0.11 MPa蒸汽压力下灭菌30 min。

在培养皿中倒入约30ml无机盐固体培养基，待其凝固后分别放入2.3.2中对应的试验组和对照组试件。接着将配好的各菌悬液用移液枪均匀接入试件及周围培养基的表面，每个培养皿中接入1mL，每组做3个平行试验。待试件表面稍干后盖好培养皿盖，用封口膜密封，并置于温度为25~30 ℃、湿度 >85% 的培养箱中培养，每天观察一次霉菌生长情况，培养周期为28 d。材料表面长霉程度借鉴GB/T1741-2007的评定方法。

2.4.2 察氏培养基试验

将2.3.2中对应的试验组（按1/100 g/ml比例）和对照组培养基溶液分别倒入培养皿中，待各培养皿中的培养基凝固后再按2.4.1方法在试样表面接菌并培养。采用材料抑制霉菌孢子萌发时间T（d）和霉菌面积覆盖率P评价试样抑霉菌效果。霉菌面积覆盖率P按式（1）计算。

2.5 调湿材料抑霉菌性影响因素的探究

为了探究调湿材料中的抑菌活性组成，通过培养皿法分别对其各组分进行了抑霉菌试验。由于2.4.2节中是按常规固液比即调湿材料浓度为1:100 g/ml进行抑霉菌试验，为探究浓度对调湿材料的影响，本试验增设了1.25:100g/ml、1.5:100g/ml、1.75:100g/ml、2.0:100g/ml四组浓度进行抑霉菌试验。此外，基于调湿材料为碱性材料且具有良好的调湿性能，而此二者对霉菌的生长均具有重要影响；因此，探究pH和湿度对调湿材料抑霉菌性影响具有重要意义，还可为后期探究调湿材料的抑霉菌机理提供一定的参考。

2.5.1 调湿材料中各组分抑霉菌性探究

为探究调湿材料的抑霉菌组成，首先探究了其各组分的抑霉菌效果。探究方法同调湿材料的抑霉菌性试验相同，即通过以无机盐固体培养基和察氏培养基两种形式共同探究了各组成分别在干燥和吸水饱和状态下的抑霉菌效果。在察氏培养基中，硅藻土、改性掺合料和泥炭藓分别按0.75:100 g/ml、0.25:100g/ml和0.15:100g/ml的量掺入培养基溶液中作为试验组，对照组为纯察氏培养基溶液。

具体试验操作和霉菌生长的程度的评价方法同试验2.4，但无机盐固体培养基试验中各组分及对照组表面所接菌种为混合菌种。

2.5.2 调湿材料浓度对其抑霉菌性的影响

本研究中调湿材料的浓度是指材料与培养基溶液的固液比（g/ml）。将粉状调湿材料和察氏培养基溶液分别按1.0:100g/ml、1.25:100g/ml、1.5:100g/ml、1.75:100g/ml、2.0:100g/ml的比例拌匀并作为试验组，对照组为纯察氏培养基溶液其pH值为7.0。将个培养基分别倒入Φ90的培养皿中待其凝固后再在其表面接菌，接菌、养护和抑霉效果评价同2.4.2。

2.5.3pH值对调湿材料抑霉菌性的影响

将粉状调湿材料和察氏培养基溶液按1:100g/ml的比例拌匀，通过0.5mol/L盐酸溶液和0.5mol/L氢氧化钾溶液将掺入材料后的溶液分别配成pH为7、8、9、10和11的5个梯度作为试验组，对照分别为对应这5个pH值的纯培养基溶液。将各培养基溶液分别倒入Φ90的培养皿中待其凝固后再在其表面接菌，接菌、养护和抑霉效果评价同2.4.2。

2.5.4 湿度对调湿材料抑霉菌性的影响

将2.3.2制得的试验组试件和对照组试件放入高压灭菌锅中进行灭菌，待灭菌后分别在相对湿度为75%（氯化钠饱和盐溶液）、80.27%（溴化钾饱和盐溶液）、83.62%（氯化钾饱和盐溶液）、92.4%（硝酸钾饱和盐溶液）和97.2%（硫酸钾饱和盐溶液）的干燥器中放入三个实验组试件和三个对照组试件，每个试件表面均喷有同等浓度（OD600值为0.1）的黑曲霉孢子，并每周拍照记录实验组试件和对照组试件表面霉菌生长情况。

2.6 调湿材料抑霉菌机制的研究方案

为了探究调湿材料的抑霉菌机制，对霉菌菌丝的渗漏物的电导率、蛋白质和核酸浓度进行测试和分析，并借助电子环境扫描（SEM）、能谱分析（EDS）、X-射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）等手段对调湿材料及其各组分的微观结构和某些化学性质进行了表征和分析，对经过处理后的霉菌孢子的微观形貌、内部结构进行深入探究。

2.6.3 抑菌组成改性参合料对菌丝渗漏物的影响

将取得的各霉菌孢子(OD600为1.2)用液体培养基（不加琼脂的察氏培养基）稀释至400 ml后，等量分装至三角烧瓶中，在24 ℃，100 r/min的条件下培养5天。在安全柜中用玻璃棒取出培养瓶中的菌丝体，并用去离子水反复冲洗后，再捞出菌丝团。

取3个盛有100 ml蒸馏水的三角烧瓶，试验组为加入10 g菌丝团和1g改性掺合料，对照组1为只加10 g菌丝团，对照组2为只加1 g改性掺合料。将3组试样置于振荡摇床上在24 ℃，100 r/min条件下反应。每隔2 h测一次电导率大小和可溶性蛋白的变化，此过程持续12 h。在0、2、4、8、20、24、28 h时对实验组和对照组1中的核酸含量进行测试。

1）电导率的测定

采用DDS-307型数字电导率仪测定电导率。它的测量范围为0.00μS/cm~100mS/cm，测量时两个电极同时浸入溶液即可，使用前要通过标准液(KCl)进行校准。分别对实验组和各对照组在0、2、4、6、8、10、12 h后的电导率进行测量，每一组重复测量3次，结果取其平均值。

2）可溶性蛋白浓度测定

可溶性蛋白浓度的测定采用考马斯亮蓝-染色法[102]，这种方法是根据蛋白质和染料相结合的原理而设计的。

a:绘制可溶性蛋白质浓度的标准曲线

考马斯亮蓝-250溶液：取考马斯亮蓝G-250100mg溶于50 ml，95% 的乙醇中，然后加入100 ml磷酸缓冲液（H3PO4，85%），并加入蒸馏水稀释到200 ml，置于棕色试剂瓶中备用。每次使用时将此溶液与蒸馏水按1:4的比例稀释，再通过滤纸过滤取其滤液。

牛血清白蛋白标准溶液：取适量牛血清血蛋白于0.15 mol/L的氯化钠溶液中，使牛血清蛋白浓度为100μg/ml。

取7支试管，标号分别为1-7号。向1到7号试管中依次加入标准蛋白溶液0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 ml，再向其中依次加入0.15 mol/L的氯化钠溶液1、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4 ml，此时各试管中牛血清蛋白的浓度分别为0、10、20、30、40、50、60 μg/ml。最后向每支试管中加入考马斯亮蓝G-250溶液5 ml并振匀，待反应5 min后，用酶标仪测定反应后的溶液在波长为595处的吸光值。以牛血清白蛋白浓度值为X轴，吸光值为Y轴，通过oringe做出线性回归方程及对应曲线。

b:菌丝溶液中可溶性蛋白浓度测定

分别取上述试验组及对照组1的溶液1ml于试管中，并分别在作用时间为0、2、4、6、8、10、12 h时加入考马斯亮蓝G-250溶液5 ml，摇匀、反应5 min后，用酶标仪测定其在波长为595处的吸光值。每次试验组和对照组重复测量3次。并根据标准曲线得到蛋白质浓度。

3）核酸含量的定性分析

由于核酸为生命的最基本物质之一，它广泛存在于动植物细胞、微生物体内，其最高吸收峰波长为260 nm（即OD260），故OD260越大说明溶液中的核酸越多。而霉菌孢子的渗漏液中的核酸多，说明被破坏的孢子多，即被灭活的霉菌多。本实验参照文献[103]采用超微量分光光度计在0、2、4、8、20、24、28h时分别对实验组和对照组1中的核酸含量进行测试。

2.6.2 调湿材料对霉菌的影响

鉴于硅藻土主要化学成分是二氧化硅，泥炭藓又是有机物，与改性掺合料混合几乎不会产生新的抑菌物质，因此，在后续机理探究试验中主要是对调湿材料的抑菌组成改性掺合料来进行试验。通过SEM、EDS和TEM等手段探究调湿材料及其抑菌组分对霉菌孢子和菌丝的影响。

参照Venkatesh Babu[104]的方法，分别从对照组和调湿材料组的察氏培养基试件表面取同等面积内的各霉菌孢子（培养2d后的）于whatman 1滤纸上自然风干，进行SEM分析。通过对经过改性掺合料和未经改性掺合料处理的霉菌孢子进行EDS分析，探究改性掺合料对霉菌孢子的影响。

为探究改性掺合料对菌丝内部结构的影响，本次研究采用了TEM实验。具体试验步骤如下：

将取得的菌悬液离心后倒掉上清液，通过液体察氏培养基溶液对霉菌孢子进行稀释，在等量（100 ml）分装到两个三角烧瓶中，振荡培养4天后向实验组添加了1 g改性掺合料，对照组不添加其他物质。再振荡培养24 h，使用玻璃棒捞出菌丝团用于下一步实验的。

从菌丝团中取出微量菌丝并采用锇酸（OsO4，浓度为10 g/L）、3%戊二醛磷酸缓冲液（pH为6.8，浓度为100 mmol/L）进行双重固定，然后通过不同浓度梯度的乙醇进行脱水，接着进行环氧树脂、环氧丙烷的包埋并在50 ℃下进行聚合48 h。此后对样品做超薄切片，经醋酸双氧铀、柠檬酸铅染色后，在透射电镜观察下观察并拍照。

2.6.3调湿材料及其组成的微观分析

取适量调湿材料及其组成中的硅藻土和泥炭藓，将其干燥处理后进行SEM分析；对调湿材料主要的抑菌组成（改性掺合料）进行XRD、EDS和O2-检测等实验以研究调湿材料的抑霉菌机理。其中O2-检测实验操作如下：

基于O2-在显色反应后的络合物在波长为530 nm处具有特征吸收峰的原理，本实验参考资料[105]测定改性掺合料溶于水后O2-的存在。首先取1g改性掺合料装于30 ml离心管中，并向其中加入20 ml蒸馏水后于脱色摇床上反应约12 h。反应结束后静置1 h，取1ml上清液于三角烧瓶中，再加入10 mmol/ L的盐酸羟胺0. 4 mL，混合反应20 min，向其中加入17 mmol/ L对氨基苯磺酸2 mL 和7 mmol/ L α-萘胺2 mL，在25 ℃混合继续反应25 min，反应后的显色液用等体积即5.4ml的正丁醇萃取，待分层后取正丁醇层测不同波长下的吸收峰。

2.6.4 技术路线

本文以硅藻土、改性掺合料和泥炭藓为原材料通过简单的复合方法制备建筑用抑霉菌调湿材料，再通过培养皿法对其抑霉菌性进行了试验研究和评价；此外，还对影响其抑霉性的因素及其抑霉菌机理进行了探究。本研究技术路线如图2.1。

　　图2.1 技术路线

2.7 本章小结

本章主要叙述了用于本文实验所用的调湿材料及其组分（选取硅藻土为原材料，改性掺合料、泥炭藓为改性材料）对试验菌种（桔青霉、黄曲霉和黑曲霉）抑制效果的试件制备和试验研究方案；并叙述了影响调湿材料抑霉菌效果因素如浓度，组分，pH和湿度等的试验方案。此外，为进一步探究调湿材料的抑霉菌机理，对霉菌菌丝渗漏物的电导率，蛋白质和核酸的试验、对霉菌菌丝切片的TEM试验和对原材料通过SEM、EDS和XRD衍射实验等技术方案进行了详细的阐述，为文章的后续实验做铺垫。

第3章调湿材料的抑霉菌性

基于前期调湿材料的调湿性能研究，本研究选取最佳强度和调湿范围中硅藻土：改性掺合料：泥炭藓为75:25:15 时的调湿材料为研究对象，通过无机盐固体培养基试验和察氏培养基试验分别研究其在干燥和吸水饱和状态下的抑霉菌性。

3.1 无机盐固体培养基抑霉菌试验结果及分析

按2.4.1所述的方法，在培养皿中倒入约30ml无机盐固体培养基，待其凝固后分别放入调湿材料和对照组试件。分别将桔青霉、黄曲霉及黑曲霉和混合霉菌菌悬液接入各试件及周围培养基的表面。待试件表面稍干后盖好培养皿盖，用封口膜密封，并置于温度为25~30 ℃、湿度>85% 的培养箱中培养，每天观察一次霉菌生长情况，培养周期为28 d。

根据GB/T1741，按表3.1评定材料的长霉程度。

Table 3.1Evaluation of mold growth Degree in Materials

grade	Degree of mold growth
0	No significant mold is observed at about 50 times magnification.
1	Difficult or invisible to see mold with naked eye, but can be seen obviously under a magnifying glass.
2	Mold can be observed with naked eyes obviously, covering 10% to 30% on the sample surface.
3	Mold can be observed with naked eyes obviously, covering 30% to 60% on the sample surface.
4	Mold can be observed with naked eyes obviously, covering more than 60% on the sample surface.

通过无机盐固体培养基抑霉菌试验，可得到培养至28 d时各组试样表面霉菌生长情况。由于用50倍显微镜观察试件表面未见明显长霉，于是采用透明胶带法对试验组和对照组在显微镜下放大400倍观察，桔青霉、黄曲霉及黑曲霉菌的生长情况分别见图3.1-3.3，混合霉菌的生长情况见图3.4。图3.1-3.4中(a)和(b)的左图为普通照片，右图为对应的显微照片。由图可知，肉眼可见各对照组中霉菌覆盖了整个滤纸，而调湿材料组上肉眼无法看到菌丝及孢子的存在；由显微照片可知，对照组表面布满孢子，而调湿材料组表面只有少量孢子，且未出现菌丝，故可知接种于调湿材料表面的孢子处于休眠或失活状态。对比图3.1-3.3可见，调湿材料对桔青霉和黑曲霉的抑制效果优于对黄曲霉的抑制效果。

而当所接种的霉菌为混合霉菌时，从图3.4a的显微照片可见，调湿材料表面的霉菌孢子主要为耐旱型黄曲霉，而对照组从滤纸的边缘到滤纸中心，生长较多的依次为黑曲霉，桔青霉和黄曲霉。由于调湿材料具有良好的调湿作用，在高湿度环境下会吸收一定量空气中的水分。滤纸边缘的湿度高于滤纸中心的湿度，故可推知，在湿度较高的环境下黑曲霉的生长能力优于另外两种霉菌；而湿度较低时，黑曲霉的生长能力与其他两种霉菌差距不大，黄曲霉略显优势。这也与单一菌种试验中试验组上黑曲霉孢子的数量略低于其他霉菌孢子数量的现象相吻合。

结合上述分析和表3.1可知，调湿材料对桔青霉、黄曲霉及黑曲霉的长霉程度为0级，即抑霉菌性良好。此外，环境湿度对各霉菌孢子的萌发和生长也具有较大影响，其中高湿环境下黑曲霉的生长能力强于其他两种，较低湿度时三者生长能力差不多。

3.2 察氏培养基抑霉菌性试验结果与分析

按2.4.2所述的方法，将调湿材料组和对照组培养基溶液分别倒入培养皿中，待各培养皿中的培养基凝固后再在其表面接菌并培养。采用材料表面霉菌孢子萌发时间T（d）和霉菌面积覆盖率P评价试样抑霉菌效果。

3.2.1 调湿材料表面霉菌萌发时间

调湿材料组及对照组在培养过程中各霉菌萌发时间T（d）见表3.2和图3.5。由表3.2可知，调湿材料表面桔青霉、黄曲霉和黑曲霉的萌发时间分别在第18 d、5 d和15 d，而对照组在培养至1-2 d就长满了菌丝。由此可见，调湿材料即使在察氏培养基中（即材料处于吸水饱和状态）仍具有较强的抑霉菌作用，且调湿材料抑制桔青霉和黑曲霉孢子萌发的效果远远高于黄曲霉。

表3.2实验组和对照组对不同霉菌的抑霉菌时间

各个霉菌	桔青霉		黄曲霉			黑曲霉
	实验组	对照组	实验组	对照组		实验组	对照组
霉菌萌发时间（T）d	18	1	5		2	15	1

图3.5实验组和对照组对不同霉菌的抑霉菌时间

　　3.2.2 调湿材料表面霉菌面积覆盖率

培养过程中各组试样表面霉菌面积覆盖率P见表3.3和图3.6。由图3.6可知，调湿材料表面桔青霉培养至20 d、24d和28d时，其霉菌面积覆盖率分别为15%、33%和33%；而黑曲霉后历时9d（自第15d萌发至第24d）其菌丝才布满平板，与对照组相比，其生长速率还是相对缓慢的多。可见调湿材料不仅对其孢子的萌发具有较强的抑制作用，对菌丝的生长也有良好的抑制作用。而对于黄曲霉，当其在第5d萌发后，不到3d便布满整个培养皿，说明调湿材料对其孢子的萌发具有一定的作用，但对菌丝的生长却没有抑制作用。

表3.3调湿材料表面各霉菌在各时期的霉菌面积覆盖率

时间 （T）d	桔青霉		黄曲霉		黑曲霉
	实验组	对照组	实验组	对照组	实验组	对照组
4	0	100	0	100	0	100
8	0	100	100	100	0	100
12	0	100	100	100	0	100
16	0	100	100	100	15	100
20	25	100	100	100	80	100
24	33	100	100	100	100	100
28	33	100	100	100	100	100

图3.6调湿材料表面各霉菌面积覆盖率

　　对调湿材料组和对照组进行了pH值测定，其结果见表3.5。从pH值的大小可知，调湿材料的pH值大于对照组材料，即调湿材料的碱性大于对照组材料。基于霉菌具有喜酸性，所以在一定程度上材料的碱性性质对霉菌的萌发也具有一定的抑制作用。

表3.4各霉菌试验中试验组和对照组培养基溶液的pH

各个霉菌	桔青霉		黄曲霉			黑曲霉
	实验组	对照组	实验组	对照组		实验组	对照组
pH	8.84	7.09	8.87		7.10	8.85	7.09

3.3 无机盐固体培养基与察氏培养基抑霉菌试验结果对比分析

在无机盐固体培养基试验中，三种霉菌及其混合菌在调湿材料表面的长霉程度均为0级，即调湿材料具有较强的抑霉菌性，尤其是对桔青霉和黑曲霉。在察氏培养基抑霉菌试验中，通过对比对照组与试验组表面霉菌萌发时间和霉菌面积覆盖率，可以看出调湿材料在吸水饱和状态下对桔青霉和黑曲霉仍具有良好的抑菌效果，但对黄曲霉抑制不明显。但与干燥状态下相比，吸水饱和状态下调湿材料的抑霉菌性相对弱些，这很可能与调湿材料在察氏培养基中掺量偏低且失去了调湿功能，以及察氏培养基中含有充足的养分有关。事实上，当调湿材料运用于墙体时，其状态和所处条件一般与无机盐固体培养基试验是一致的，即抑霉菌性良好。

3.4本章小结

1）在无机盐固体培养基试验中，调湿材料对桔青霉、黄曲霉及黑曲霉的长霉程度为0级，即抑霉菌性良好。此外，环境湿度对各霉菌孢子的萌发和生长也具有较大影响，其中高湿环境下黑曲霉的生长能力强于其他两种，较低湿度时三者生长能力差不多。

2）在察氏培养基试验中，调湿材料表面桔青霉、黄曲霉和黑曲霉孢子萌发时间分别在第18 d、5 d和15 d，而对照组为1-2 d后。此外，调湿材料表面桔青霉和黑曲霉在培养至16 d时，其霉菌霉菌覆盖面积分别仅为0和15%，且后期其菌丝生长速度与对照组相比缓慢的多，但是对黄曲霉的抑制效果不明显。

3）对比无机盐固体培养基和察氏培养基两种状态下调湿材料的抑霉菌性可以看出，前者具有更好的抑霉菌性。这很可能是因为与后者相比，前者处于干燥状态可充分发挥了其调湿性，即调湿材料通过毛细孔道效应将环境中大量的水汽凝聚成水滴于孔道内壁，从而使材料表面和环境中的湿度降低进而抑制材料表面霉菌孢子萌发和菌丝生长。且在后者条件下，调湿材料的浓度偏低，霉菌所需的养分却充足，故导致后者的抑霉菌性偏差。

第4章 影响调湿材料抑霉菌性的因素研究

本章通过无机盐固体培养基和察氏培养基对调湿材料的不同组分进行抑霉菌试验，从而研究出材料的抑菌组成。并分别通过察氏培养基试验和干燥器法研究了调湿材料在培养基中的掺量，pH值和湿度对材料抑霉菌性的影响和湿度对材料抑霉菌性的影响，为后续的机理探究提供一定的依据。

4.1 材料各组分的抑霉菌性研究

4.1.1 无机盐固体培养基抑霉菌性试验结果和分析

将桔青霉、黄曲霉及黑曲霉调配成混合菌种分别按2.4.1方法接入放有硅藻土、改性掺合料、泥炭藓和滤纸的培养基中进行培养，其在无机盐固体培养基中培养28 d时长霉情况见图4.1。由图4.1可见，肉眼看不到硅藻土表面有霉菌生成，但在显微镜下放大400倍时能看到较多的霉菌孢子，说明硅藻土有一定抑霉菌性；改性掺合料表面不仅肉眼看不到霉菌生长痕迹，在显微镜下也未观察到霉菌孢子，即其长霉程度为0级，说明改性掺合料可以有效抑制霉菌萌发甚至杀死霉菌孢子；泥炭藓和对照组表面均布满了霉菌，即混合霉菌极易在其表面生长。综合分析调湿材料各组成的霉菌生长情况可以推断，调湿材料的抑霉菌组成主要为改性掺合料。

此外，从图4.1（a）不难发现，硅藻土表面各霉菌孢子的数量基本差不多，而图4.1（c）和图4.1（d）可知，泥炭藓表面以及对照组的滤纸边缘基本上只有黑曲霉，这是因为硅藻土良好的调湿性降低了其表面和环境中的湿度，而霉菌孢子又只在材料表面接种，其萌发与否跟材料表面和环境中的湿度极其相关；而泥炭藓属于植物不仅具有较强的蓄水性使其表面湿度上升，而且具有丰富的营养，这又进一步佐证了高湿环境下黑曲霉具有更高的生长优势。

在进行该材料设计时，拟以泥炭藓为抑菌和改善材料调湿性能的组分，而改性掺合料用于改善材料的强度和耐水性。但试验却表明泥炭藓对霉菌类真菌没有抑制作用，而起抑霉菌作用的倒是改性掺合料。这是通过试验得到的意外收获，在本文第5章将进行抑霉菌机理研究。

图4.1 各组成及对照组表面混合霉菌生长情况及其显微照片

(a)硅藻土、(b)改性掺合料、(c)泥炭藓、(d)对照组

4.1.2察氏培养基抑霉菌性试验结果和分析

将调湿材料的组成材料硅藻土、改性掺合料和泥炭藓和对照组培养基溶液分别倒入培养皿中，待各培养皿中的培养基凝固后再按2.4.1方法在试样表面接菌并培养。观察材料表面霉菌孢子萌发时间并计算霉菌面积覆盖率P，以此评价试样抑霉菌效果。

各组分表面霉菌萌发时间见表4.1和图4.2。由图可知，改性掺合料表面霉菌萌发时间明显晚于对照样、泥炭藓和硅藻土。对于桔青霉、黄曲霉和黑曲霉，改性掺合料表面霉菌萌发时间分别在第17 d、6 d和23 d，而泥炭藓、硅藻土和对照样的萌发时间只有1-2 d。由此可见改性掺合料对桔青霉和黑曲霉的抑菌时间均较长，进一步印证调湿材料中的抑霉菌组成为改性掺合料。

表4.1各组分表面霉菌萌发时间

各组分		D	G	A	N
抑霉菌时间 (T)/d	桔青霉	1	1	17	1
	黄曲霉	2	2	6	2
	黑曲霉	1	1	23	1

图4.2 各组分表面霉菌萌发时间

　　各组分表面霉菌面积覆盖率见表4.2~4.4和图4.3，从图4.3可以看出，改性掺合料表面桔青霉和黑曲霉萌发和生长速度比对照样、硅藻土和泥炭藓缓慢的多。培养至16 d时，改性掺合料表面桔青霉和黑曲霉的面积覆盖率均为0，而对照样、硅藻土和泥炭藓培养至4 d时其表面桔青霉和黑曲霉的面积覆盖率即已达到100%。改性掺合料表面的桔青霉和黑曲霉即使萌发后，其菌丝生长速率也很缓慢，截至28d，二者霉菌面积覆盖率为60%和8%。由此看出改性掺合料对桔青霉和黑曲霉的孢子萌发和菌丝生长具有良好的抑制作用，进一步推断出改性掺合料为调湿材料的主要抑霉菌组分。但各组分对黄曲霉菌抑制作用均不明显。

与无机盐固体培养基抑霉菌试验不同，察氏培养基抑霉菌试验时材料处于培养基溶液中，即处于吸水饱和状态，且霉菌所需的养分充足，故其表面霉菌生长情况会有所不同。在察氏培养基试验中硅藻土因失去调湿性能而失去抑霉菌能力，改性掺合料的抑霉菌性比在无机盐固体培养基试验中要弱得多，说明环境中湿度对霉菌生长也有重要影响。

表4.2各组分表面桔青霉面积覆盖率

时间 (T)/d	各组分霉菌面积覆盖率 /%
	D	N	G	A
4	100	100	100	0
8	100	100	100	0
12	100	100	100	0
16	100	100	100	0
20	100	100	100	33
24	100	100	100	50
28	100	100	100	60

表4.3各组分表面黄曲霉面积覆盖率

时间 (T)/d	各组分霉菌面积覆盖率 /%
	D	N	G	A
4	100	100	100	100
8	100	100	100	100
12	100	100	100	100
16	100	100	100	100
20	100	100	100	100
24	100	100	100	100
28	100	100	100	100

表4.4各组分表面黑曲霉面积覆盖率

时间 (T)/d	各组分霉菌面积覆盖率 /%
	D	N	G	A
4	100	100	100	0
8	100	100	100	0
12	100	100	100	0
16	100	100	100	0
20	100	100	100	0
24	100	100	100	2
28	100	100	100	8

图4.3 不同霉菌在各试样表面的霉菌面积覆盖率 (a) 桔青霉、(b) 黄曲霉、(c) 黑曲霉

将调湿材料的组成材料硅藻土、改性掺合料和泥炭藓分别按0.75/100 g/ml、0.25/100 g/ml和0.15/100 g/ml的量溶于察氏培养基后测其pH值，结果见表4.5。从表4.5可知，泥炭藓和硅藻土呈弱酸性，适合霉菌生长；而改性掺合料具有较强的碱性(碱性值高于复合调湿材料)，对霉菌生长有一定的抑制效果。

表4.5各组分溶于培养基后的pH值

各组分	D	N	G	A
pH	7.02	6.86	6.76	9.02

4.2 调湿材料浓度对其抑霉菌性的影响

将不同浓度的调湿材料和对照组培养基溶液分别倒入培养皿中，待各培养皿中的培养基凝固后再按2.4.1方法在试样表面接菌并培养。观察材料表面霉菌孢子萌发时间并计算霉菌面积覆盖率P，以此评价试样抑霉菌效果。

4.2.1 不同浓度调湿材料表面霉菌萌发时间

不同浓度调湿材料表面各霉菌萌发时间T（d）见表4.6和图4.4。由图可知，三种霉菌孢子的萌发时间均随着调湿材料浓度的增加而增加；同一浓度下，调湿材料抑制桔青霉和黑曲霉孢子萌发的能力较强，而对黄曲霉的抑霉菌能力相对较弱。当调湿材料的浓度为1.75 g/ml时，其表面桔青霉和黑曲霉萌发时间均可超过14d；当调湿材料的浓度为2.0 g/ml时，其表面桔青霉和黑曲霉萌发时间将延长至25 d后；尽管调湿材料表面黄曲霉在5-8 d后就萌发，但对照组基本上在接种后1-2 d孢子就会萌发，可见调湿材料抑制霉菌孢子萌发的能力较强。

表4.6不同浓度调湿材料表面霉菌萌发时间

调湿材料的浓度g:ml		1.0	1.25	1.5	1.75	2.0	0
霉菌萌发时间(T)/d	桔青霉	8	8	11	15	25	1
	黄曲霉	5	6	7	8	8	2
	黑曲霉	15	17	19	25	25	1

图4.4 不同浓度调湿材料抑制霉菌萌发时间

　　4.2.2 不同浓度调湿材料表面霉菌面积覆盖率

不同浓度调湿材料表面桔青霉、黄曲霉和黑曲霉面积覆盖率P分别见表4.7-5.9和图4.5-图4.7。由图可知，当培养至28d时，对于浓度大于1.5:100 g/ml材料表面桔青霉和黑曲霉面积覆盖率在培养至28d也未达到100%。当培养至16 d时，浓度为1.75:100 g/ml材料表面桔青霉和黑曲霉面积覆盖率在分别为10%和0%，浓度为2.0:100 g/ml面积覆盖率分别为0%、100%和0%；与16 d相比，当培养至28 d时，浓度为1.75:100 g/ml调湿材料表面桔青霉和黑曲霉面积覆盖率增量分别为23.7% 和22.2%，浓度为2:100 g/ml时增量分别为16.7%和6%；由此可见，当本材料浓度大于1.5:100 g/ml时，尽管桔青霉和黑曲霉均有萌发，但与对照组相比，其生长速率还是相对缓慢的多。

综合上述可见，本材料浓度越高，对桔青霉和黑曲霉孢子的萌发和菌丝的生长抑制性越强；事实上，当本材料用于实际工程时浓度远远大于2:100 g/ml，因此抑霉菌效果更佳。而对于黄曲霉，调湿材料的浓度对其抑霉菌性没有明显的改善效果。

表4.7掺不同浓度的复合调湿材料的培养基表面桔青霉面积覆盖率

时间 (T)/d	桔青霉面积覆盖率 / %
	1.0	1.25	1.5	1.75	2.0	D
4	0	0	0	0	0	100
8	0	0	0	0	0	100
12	100	90	25	0	0	100
16	100	100	50	10	0	100
20	100	100	60	25	0	100
24	100	100	66	33	0	100
28	100	100	66.7	33.7	16.7	100

图4.5 掺不同浓度的复合调湿材料的培养基表面桔青霉面积覆盖率

　　表4.8掺不同浓度的复合调湿材料的培养基表面黄曲霉面积覆盖率（P）

时间 (T)/d	黄曲霉面积覆盖率P / %
	0	1.0	1.25	1.5	1.75	2.0
4	100	0	0	0	0	0
8	100	100	100	60	0	0
12	100	100	100	100	100	100
16	100	100	100	100	100	100
20	100	100	100	100	100	100
24	100	100	100	100	100	100
28	100	100	100	100	100	100

图4.6掺不同浓度的复合调湿材料的培养基表面黄曲霉面积覆盖率（P）

　　表4.9掺不同浓度的复合调湿材料的培养基表面黑曲霉面积覆盖率（P）

时间 (T)/d	黑曲霉面积覆盖率 / %
	0	1.0	1.25	1.5	1.75	2.0
4	100	0	0	0	0	0
8	100	0	0	0	0	0
12	100	0	0	0	0	0
16	100	20	0	0	0	0
20	100	100	32.7	0	0	0
24	100	100	70	50	0	0
28	100	100	100	61.1	22.2	6

图4.7 掺不同浓度的复合调湿材料的培养基表面黑曲霉面积覆盖率（P）

　　将不同质量的调湿材料掺入培养基后，测得其pH值如表4.10所示，从pH值的大小可以判定调湿材料的pH值随着浓度的增大而增大，而pH值的大小在一定程度上会影响调湿材料对霉菌的萌发的抑制作用。

表4.10不同浓度复合调湿材料的pH

调湿材料的浓度（C）g:ml	1.0	1.25	1.5	1.75	2.0	0
pH	8.84	9.05	9.20	9.42	9.65	7.08

4.3 pH值对调湿材料抑霉菌性的影响

基于前面的试验中不同调湿材料浓度和不同组分掺入培养基和具有不同的pH值，故本次试验为了探究不同pH值对调湿材料抑制霉菌萌发时间和霉菌生长的影响，设置了pH值梯度为7-11的5组实验，通过对比纯培养基和掺料后的培养基中霉菌萌发所需时间及其生长情况来评价pH值对调湿材料抑霉菌效果的影响。

4.3.1 不同pH值下调湿材料表面霉菌萌发时间

不同pH值下各霉菌的萌发时间见表4.11和图4.8。由图可见，纯培养基在各pH值下对桔青霉和黑曲霉的萌发的抑制效果随着pH值的增大而增加，但增加幅度不是很大；当掺入调湿材料后，各pH的培养基对桔青霉和黑曲霉的抑制效果远大于对应pH值得纯培养基。而对于黄曲霉，掺入调湿材料与否对其抑制效果均不明显。当pH值为11时，掺有调湿材料的培养基表面桔青霉、黄曲霉和黑曲霉萌发时间分别在第25d、5d和23d，而对照组仅分别在第5d、4d和7d。

表4.11不同pH值条件下调湿材料表面霉菌萌发时间

pH		7		8		9		10		11
		实验	对照	实验	对照	实验	对照	实验	对照	实验	对照
萌发时间(T)/d	桔青霉	8	2	12	2	19	2	20	3	25	5
	黄曲霉	4	2	4	2	4	3	4	3	5	4
	黑曲霉	10	1	13	2	15	2	20	3	23	7

图4.8不同pH值下各霉菌萌发时间 (a)桔青霉 (b)黄曲霉 (c)黑曲霉

　　4.3.2 不同pH值下调湿材料表面的霉菌面积覆盖率

从表4.12-表4.14可以看出当纯培养基pH值小于等于10时，各霉菌的面积覆盖率在4d内就会达到100%，当pH值为11时需要8d才能覆盖满。因此，pH的大小对霉菌的生长有影响，但影响不大。而掺入调湿材料后其培养基表面各霉菌的生长速率都受到了极大的抑制作用，尤其是桔青霉和黑曲霉。由表4.12可以看出，对于桔青霉，随着pH值的增大，培养基表面霉菌生长的越慢，pH值不小于9时，抑霉菌材料的抑菌效果更明显；当pH为9时，其20d、24d、28d的面积覆盖率分别为33.7%、33.7%、40%，每4d的增量小于7%；当pH为10时，其20d、24d、28d的面积覆盖率分别为0%、15%、18%，每4d的增量小于4%；当pH为11时，其20d、24d、28d的面积覆盖率分别为0%、0%、5%，每4d的增量小于5%。由表4.14可以看出，对于黑曲霉，当调湿材料的pH值不小于10时，其抑菌效果更显著；当pH为10时，其20d、24d、28d的面积覆盖率分别为33%、33%、33%，几乎没有增量；当pH为11时，其20d、24d、28d的面积覆盖率分别为0%、2%、8%，每4d的增量小于7%。但从表4.13可见，即使掺入复合调湿材料后，其对黄曲霉的抑菌效果并没有得到较好的改善。

事实上，单纯改变培养基的pH值对霉菌的生长意义不是很大，因为有些霉菌可以通过代谢释放有机酸来改变环境中的pH使其适合自己的生殖。为了更方便看出掺入调湿材料的培养基与纯培养基在抑菌方面的差距，特地将培养至28d的黑曲霉和桔青霉试验数据以及7d黄曲霉试验数据绘制成图，见图4.9。

综合上述可推知，调湿材料对桔青霉和黑曲霉的孢子萌发和菌丝生长抑制作用较大得pH值域分别为 ≥9和≥10。而调湿材料按同样比例溶于水后，其pH值都可以达到11左右，由此可推出调湿材料在pH值方面是有利于抑菌成分发挥作用。之所以没有完全抑制可能是霉菌浓度太高而调湿材料的掺量太少，以及培养基中含有丰富的营养有关。事实上，在室内墙壁上是不可能达到这么高的营养的。

表4.12不同pH值条件下调湿材料表面桔青霉覆盖率（P）

时间 (T)/d	7		8		9		10		11
	实验	对照	实验	对照	实验	对照	实验	对照	实验	对照
4	0	100	0	100	0	100	0	100	0	0
8	0	100	0	100	0	100	0	100	0	100
12	100	100	90	100	0	100	0	100	0	100
16	100	100	100	100	0	100	0	100	0	100
20	100	100	100	100	33.7	100	0	100	0	100
24	100	100	100	100	33.7	100	15	100	0	100
28	100	100	100	100	40	100	18	100	5	100

表4.13 不同pH值条件下调湿材料表面黄曲霉覆盖率（P）

时间 (T)/d	7		8		9		10		11
	实验	对照	实验	对照	实验	对照	实验	对照	实验	对照
4	0	100	0	100	0	100	0	100	0	100
8	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
12	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
16	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
20	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
24	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
28	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100

表4.14 不同pH值条件下调湿材料表面黑曲霉覆盖率（P）

时间 (T)/d	7		8		9		10		11
	实验	对照	实验	对照	实验	对照	实验	对照	实验	对照
4	0	100	0	100	0	100	0	100	0	0
8	0	100	0	100	0	100	0	100	0	100
12	80	100	0	100	0	100	0	100	0	100
16	100	100	100	100	25	100	0	100	0	100
20	100	100	100	100	100	100	33.3	100	0	100
24	100	100	100	100	100	100	33.3	100	2	100
28	100	100	100	100	100	100	33.3	100	8	100

4.4 湿度对调湿材料抑霉菌性的影响

湿度作为影响霉菌生长的重要因素之一，对霉菌的生长至关重要，而调湿材料因其具有良好的调湿性能可以通过调节霉菌生长环境中的湿度达到抑制室内霉菌生长的目的。

将2.3.2制得的试验组试件和对照组试件分别放在相对湿度为75%、80.27%、83.62%、92.4%和97.2%的干燥器中，每个试件表面均喷有同等浓度的黑曲霉孢子，并每周拍照记录各试件表面霉菌生长情况。

图4.10为培养28d后，相对湿度分别为75%、80.27%、83.62%、92.4%和97.2%干燥器内试验组与对照组表面霉菌生长情况。从图4.10可以看出，随着湿度的增加，对照组表面霉菌污染程度也在增加，其中当湿度达到90%以上是，对照组表面霉菌污染程度无明显变化；但试验组在肉眼下均看不到霉菌生长。为进一步观察试验组和对照组表面长霉情况，本实验采用40倍放大镜对其进行观察如图4.11所示。由图可见，40倍显微镜下，试验组表面仍然看不到霉菌生长，而对照组表面的霉菌生长情况与与肉眼看到的结果一致。综上可知，即使在较高湿度下，该复合调湿材料仍然具有良好的抑霉菌性。

　　图4.11 28d后不同湿度对照组与试验组霉菌在显微镜下观察图

（a，b，c，d，e的相对湿度分别为75%、80.27%、83.62%、92.4%和97.2%；角标1表示试验组，角标2表示对照组）

4.5 本章小结

1) 本材料的主要抑菌组分是改性掺合料，其改性掺合料28 d长霉程度为0级，在察氏培养基试验中其表面桔青霉和黑曲霉萌发时间分别在第17d和23d，28d霉菌面积覆盖率仅为60%和8%，即具有良好的抑制甚至杀灭作用，对黄曲霉菌抑制作用不明显；硅藻土在干燥状态下长霉程度为1级，而掺入查氏培养基后就不具有抑菌作用，这很可能与它的调湿作用有关；泥炭藓在此两种情况下都不具抑霉功能。

2) 调湿材料的浓度越高，其对桔青霉和黑曲霉的抑制作用越强，且调湿材料不仅对霉菌孢子的萌发具有较强的抑制作用，对菌丝的生长也有良好的抑制作用，但是对黄曲霉的抑制作用不明显。当材料的浓度大于1.5/100g/ml时，其抑霉菌性显著提高；其中当材料的浓度为2.0/100g/ml时，其抑制桔青霉和黑曲霉萌发的时间高达25 d，28 d霉菌面积覆盖率分别仅为16.7%和22.2%。

3) 对于纯培养基，pH的大小对霉菌的生长有影响，但影响不大，而掺入调湿材料后其培养基表面各霉菌的生长都受到了极大的抑制作用，且pH越大对霉菌孢子的萌发和菌丝生长的抑制作用越强。pH不小于9时，桔青霉受抑制较强；pH不小于10时，黑曲霉受抑制较强；pH为11时，桔青霉和黑曲霉在28d时霉菌面积覆盖率分别仅为5%和8%。

4) 在不同湿度下，调湿材料仍具有良好的抑霉菌性。湿度越高，对照组表面霉菌生长越快，但调湿材料在较高湿度下培养28d仍可保持不长霉。

第5章 调湿材料的抑霉菌机制研究

为了探究调湿材料的抑霉菌机制，本研究对霉菌菌丝渗漏物的电导率、蛋白质和核酸浓度进行测试和分析，并借助SEM、EDS、XRD和TEM等手段对调湿材料及其各组分的微观结构和某些化学性质进行了表征和分析，对经过处理后的霉菌孢子的微观形貌、内部结构进行深入探究。

5.1抑菌组成改性掺合料对菌丝渗漏物的影响

图5.1为经过改性掺合料处理12 h后的菌丝溶液图，由图可见经过改性掺合料处理后的菌丝溶液与对照组相比均在最上层出现一定高度的清夜层即菌丝不能正常的悬浮于溶液中，说明部分菌丝经处理后失去活性而死亡，其在重力的作用下下沉从而产生清夜层。

　　图5.1改性掺合料处理前后的各菌丝溶液图（a 桔青霉，b 黄曲霉，c 黑曲霉）

[注]：图中S表示试验组，D表示对照组。

5.1.1 菌丝渗漏物中电导率变化

电导率高低反应了溶液中电解质浓度的高低，在本试验中即反映了菌体渗漏到蒸馏水中电解质的浓度变化。电导率越高，菌体渗漏的物质越多，细胞膜通透性越大。采用外渗电导法测定经的处理各霉菌菌丝体后浸出液的电导率，测定结果见表5.1和图5.2。由图可知，菌体浸出液中电解质的电导率在一开始就高于两个对照，随着作用时间的延长三种霉菌的试验组均呈现逐渐增大的趋势且变化幅度较大；桔青霉、黄曲霉和黑曲霉在0~4 h内电导率变化率（曲线斜率）较大，其大小分别约为0.881、0.783和0.6775 μs/cm/h。当处理至8h时，桔青霉电导率达到最大，大小为6.483 μs/cm，增量为4.223 μs/cm；当处理至12h时，黄曲霉和黑曲霉电导率达到最大，大小分别约为7.533和6.780 μs/cm，增量分别为6.276和4.293 μs/cm。而两个对照组几乎没怎么变化，大小在1.012~2.073 μs/cm之间浮动。

上述结果表明经改性掺合料处理后，各霉菌菌丝细胞膜产生了一定的破坏从而使细胞内部物质渗漏，致使导电率不断上升。另外，从各霉菌的试验组曲线变化趋势可见改性掺合料作用于霉菌菌丝的时间较短，杀菌效果较好。值得注意的是，含菌丝的对照组呈现出先增后减的趋势，这很可能是一开始由于菌丝为适应从营养液转入蒸馏水的环境变化而释放离子导致溶液浓度升高，当菌丝适应环境后电导率便保持稳定，随后由于营养需求，菌丝会将溶液中的离子吸收，从而导致溶液电导率下降。

表5.1 各霉菌溶液的电导率随时间变化

时间(T)/h	电导率（μs/cm）
	桔青霉		黄曲霉		黑曲霉		备注
	实验	对照1	实验	对照1	实验	对照1	对照2
0	2.25	1.107	2.257	1.012	2.487	1.085	1.843
2	4.58	1.557	4.527	1.634	4.560	2.120	2.023
4	5.773	2.04	5.387	1.960	5.197	2.100	2.037
6	6.337	1.997	6.597	2.017	5.610	2.073	2.040
8	6.483	2.03	7.073	1.905	6.043	1.984	2.047
10	6.427	1.567	7.283	1.775	6.493	1.921	2.047
12	6.337	1.18	7.533	1.634	6.780	1.752	2.047

注：表中所给数据均为平均值

　　图5.2各霉菌溶液的电导率变化(a 桔青霉，b 黄曲霉，c 黑曲霉)

5.1.2 菌丝渗漏物中可溶性蛋白浓度变化

可溶性蛋白的标准曲线主要是用来将后续试验测得的对照组和实验组溶液的吸光值转化为渗漏物中可溶性蛋白的浓度。试验测得标准可溶性蛋白的浓度与吸光度值间的关系见表5.2和图5.3。

表 5.2 标准可溶性蛋白的浓度与吸光度值间的关系

浓度	0	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6
吸光值	0.235	0.284	0.334	0.384	0.422	0.479	0.510

图5.3可溶性蛋白的浓度与吸光度值间的标准曲线

　　试验测得可溶性蛋白的吸光值经转化成浓度后如表5.3和图5.4。由图可知，试验组中各菌丝体中可溶性蛋白的渗漏量在前8 h均随着作用时间延长而增加，而对照组基本不变。其中桔青霉和黑曲霉在6-8 h增加最快，分别从29.3261μg/ml增至49.1812μg/ml和从26.4275μg/ml增至57.8768μg/ml，处理8 h后二者的可溶性蛋白浓度达到最高，比对照组分别高出44.9276 μg/ml、51.5942 μg/ml。而黄曲霉菌丝溶液中可溶性蛋白的含量随时间延长一直保持增长趋势，但含量上仍低于其他两种霉菌，即使处理至12h，浓度也只有29.7609μg/ml，这与前面试验中改性掺合料对黄曲霉抑制能力较弱相一致。总体上，试验组中可溶性蛋白的含量都远高于对照组，而这些可溶性蛋白源于霉菌的胞内蛋白质，说明其透过细胞膜渗漏到细胞外。此外，从图5.4还可以看出桔青霉和黑曲霉菌丝渗漏物中可溶性蛋白的浓度在8h后略有降低，这很可能是因为改性掺合料产生的活性O2- 将溶液中的蛋白质氧化成水和二氧化碳了。

表5.3 可溶性蛋白在各时间段的浓度

时间 (T)/h	可溶性蛋白浓度C（μg/ml）
	桔青霉		黄曲霉		黑曲霉
	实验	对照	实验	对照	实验	对照
0	-0.0217	-0.8188	0.9928	-0.5290	0.1232	-1.3261
2	9.1087	0.1232	3.6739	-0.5290	9.3261	1.2826
4	22.6594	0.8478	14.7609	1.5000	16.2101	3.3116
6	29.3261	3.0942	15.4855	2.3696	26.4275	4.9058
8	49.1812	4.2536	18.5290	3.1667	57.8768	6.2826
10	35.4130	1.7174	21.7174	2.2246	50.9928	7.5145
12	31.3551	-0.8188	29.7609	1.5725	48.8188	7.7319

图5.4可溶性蛋白在各时间段的吸光度值（a 桔青霉，b黄曲霉，c黑曲霉）

　　5.1.3 菌丝渗漏物中核酸含量的变化

采用超微量分光光度计测得各菌丝渗漏物中的核酸含量随时间变化见表5.4和图5.5所示。由图可知，试验组的3种菌液上清液OD260均随处理时间呈增大趋势，而对照组的OD260值基本没有变化。由于核酸的最高吸收峰波长为260 nm（即OD260），故OD260越大说明溶液中的核酸越多，即被破坏的孢子多。因此，改性掺合料处理会导致霉菌孢子的细胞膜及细胞内膜的破坏进而使细胞内核酸外漏。

表5.4各菌液上清液的OD260值

时间(T)/h	OD260（a.u.）
	桔青霉		黄曲霉		黑曲霉
	实验	对照	实验	对照	实验	对照
0	0.007	0.008	0.043	0.031	0.043	0.04
2	0.026	0.008	0.059	0.031	0.061	0.043
4	0.06	0.01	0.077	0.027	0.075	0.053
8	0.072	0.01	0.098	0.031	0.136	0.053
20	0.098	0.011	0.124	0.032	0.167	0.053
24	0.107	0.01	0.143	0.032	0.176	0.052
28	0.118	0.013	0.159	0.043	0.18	0.053

图5.5各菌液上清液的OD260 (a 桔青霉，b 黄曲霉，c 黑曲霉)

综合上述试验测得的菌丝渗漏物中电导率、可溶性蛋白浓度和核酸含量的变化可知，经调湿材料的抑菌组成改性掺合料处理后的菌丝细胞膜的通透性发生变化，从而使霉菌的胞内电解质、可溶性蛋白质和核酸渗漏，最终导致菌丝体死亡。这一试验结果与4.1.1中改性掺合料的抑霉菌菌效果一致，即改性掺合料抑霉菌良好。

5.2 调湿材料及抑霉菌组分对霉菌影响

5.2.1 调湿材料处理霉菌后的SEM分析

图5.6a和5.6b分别为取自对照组培养基和试验组培养基（掺有调湿材料）表面黑曲霉孢子的SEM图。与对照组相比，试验组孢子在数量上明显减少，且孢子变形严重，说明调湿材料中霉菌孢子结构破坏致使其难以萌发，甚至死亡。

图5.6 黑曲霉孢子的SEM图 (a 对照组，b复合调湿材料)

5.2.2 抑菌组成改性掺合料处理霉菌后的EDS分析

对经改性掺合料处理与未经处理的黑曲霉孢子离心并进行EDS分析，结果见图5.7。为更好的分析改性掺合料对霉菌孢子的影响，对改性掺合料也进行了EDS分析见图5.8。对比图5.7和图5.8可知，经改性掺合料处理的孢子新增了P元素，K+也明显增多。由图5.7(a)可知，对于正常的霉菌孢子，能谱仪几乎只能测到其最外层细胞壁上的化学元素（C和O）以及正常进出细胞膜的K+，测不到细胞膜上的P元素；而由图5.7(b)可知，试验组中检测到P元素和较多的K+，很可能是因为经过材料处理后，霉菌孢子的细胞壁被破坏导致含P细胞膜外露以及细胞膜内K+在渗透压的作用下大量K+外渗所致。故由EDS分析可以推断经改性掺合料处理后，霉菌孢子的细胞壁和细胞膜被破坏。

5.2.3 抑菌组成改性掺合料处理霉菌后的TEM分析

基于调湿材料中的改性掺合料具备抑菌的条件，且检测到其对黑曲霉确实具有很强的抑制作用，但是具体作用部位无法判断，因此，本研究通过透射电镜来观察处理之后黑曲霉内部超微结构的变化。未经抑菌组分处理的黑曲霉可以在透射电镜下观察到其完整的细胞壁以及完整光滑的细胞膜，细胞结构紧密，胞质比较均匀如图5.9a和图5.9c所示；而经抑菌组分处理后，在电镜下可以看到黑曲霉的菌丝细胞质开始发生固缩，引起细胞的质壁分离如图5.9b和图5.9d所示，且部分菌体细胞的细胞壁模糊不清，说明细胞壁完整性被破坏、细胞膜亦发生破裂，导致细胞壁内外有细胞基质等大物质进出；此外，细胞内的细胞器被严重破坏，部分菌丝体内的细胞器或发生囊泡化，最终有大的液泡形成，或被完全解体而混入细胞质基质中。细胞核也遭到严重的破坏，以致找不到较完整的细胞核。因此，改性掺合料对黑曲霉的细胞结构具有很强的破坏作用。这与前面的抑菌组成的抑菌理论和试验结果均一致。

图5.9正常黑曲霉及经过抑菌组分处理后黑曲霉的TEM图

（a,c分别为×15000和×25000下正常黑曲霉，b,d分别为×15000和×25000下处理过黑曲霉）

5.3调湿材料及其组成的微观分析

5.3.1 SEM分析

对硅藻土、泥炭藓原材料和调湿材料进行扫描电镜分析。图5.10为硅藻土原料和泥炭藓的SEM照片，图5.11为调湿材料的SEM照片。从图5.10a可以看出，硅藻土中的藻类主要为圆盘藻，其间填有絮状物，而这种结构会构成大量的孔隙，且硅藻壳表面分布有大量10-200 nm左右的纳米级孔隙。另外，硅藻土中二氧化硅球体间隙还会构成纳米级微孔，故其比表面积较大[106]。由图5.10b可见泥炭藓具有较厚的螺纹状和丰富的水孔，此结构使其具有高吸附性、保水性及平衡其所在的土表的含水量[107,108]。由图5.11可见，调湿材料在基本保留硅藻土孔结构特征同时其较大间隙被其他颗粒填充导致大量不规则空隙，且部分被破坏的泥炭藓细胞被小颗粒物质填充，整体粗糙度和比表面积进一步增大，从而调湿功能也进一步增强。研究[25]显示，该调湿材料可以将室内相对湿度维持在45%~60%，而霉菌萌发和菌丝生长的湿度基本上在70%以上。因此，调湿材料的调湿性也是导致其表面不滋生霉菌的原因之一，这也解释了在无机盐培养基实验中硅藻土表面霉菌孢子不萌发的原因。此外，调湿材料不仅利用了硅藻土良好的调湿性，还充分发挥了其对改性掺合料的分散性，从而提高调湿材料的抑霉菌性。

5.3.2 XRD、EDS、UV-Vis分光光度计分析

根据前面的试验结果可知，改性掺合料是调湿材料的主要抑菌组分，为探究其抑菌机理首先对其进行XRD如图5.12所示。由图可见改性掺合料主要化合物为C2S和MgO。根据文献[95,96]，C2S水化产生的氢氧化钙（Ca(OH)2）可通过氢氧根离子（OH-）诱导脂过氧化物和分解不饱和脂肪酸产生自由基来破坏细胞膜，且OH-的碱化作用可造成细胞内蛋白质结构的离子键的破坏，导致细胞内的酶失活，使细胞无法正常新陈代谢而死亡。

此外，Sawai[83,84]提出纳米MgO的活性氧自由基( ROS)氧化损伤学说，指出纳米MgO晶体表面存在的大量氧空位可以催化水中溶解的氧，通过单电子还原反应产生具有强氧化性的活性氧负离子（O2-），该物质氧化细菌的细胞成分，从而杀死细菌。为验证此作用，采用可见光-紫外光分光光度计测定改性掺合料静置液中经显色处理的上清液在不同波长下的吸收曲线，如图5.13。由图5.13可见被测溶液在波长为530nm处出现较强的吸收峰，该处的吸收峰代表活性O2-的存在[109]，由此证明改性掺合料中确实存在活性O2-。因此，改性掺合料中纳米MgO产生的活性O2-是调湿材料具有抑霉菌作用的重要原因。

　　图5.12改性掺合料的XRD图

　　图5.13活性氧化物检测试验及检测结果图

(a为颜色反应后实物图，b上清液在不同波长下的吸光值)

5.4 本章小结

本章主要是通过分析经材料处理后霉菌菌丝渗漏物在电导率、蛋白质和核酸方面的变化及微观结构的变化，并通过相关技术手段对调湿材料及其组成进行微观表征和分析来探究调湿材料的抑霉菌机理，得出结论如下：

1）通过对菌丝渗漏物的检测实验发现，处理后的霉菌渗漏物在电导率的大小，蛋白质浓度，核酸浓度上均随着处理时间（12h内）的延长呈增长趋势，说明调湿材料的抑菌组成可以破坏霉菌细胞的细胞结构，对霉菌具有良好的破坏能力。

2）通过对比经调湿材料处理的霉菌孢子与正常孢子及经其抑菌组成处理的菌丝和正常菌丝的SEM和TEM可以发现，处理后的霉菌孢子在数量上明显减少，结构上严重变形，细胞内部质壁分离严重，大部分细胞器被氧化破坏。

3）调湿材料的丰富孔结构和独特的表面特征，使其具有良好的调湿性，该性能可改变霉菌生长环境中所需的湿度，从而导致其表面难以生长霉菌。

4）改性掺合料是调湿材料的主要抑菌组分，其与水或氧接触后产生的OH-诱导脂过氧化物破坏细胞膜的磷脂，并分解不饱和脂肪酸产生自由基导致细胞膜破坏，且其碱化作用可破坏蛋白质结构的离子键，进而使酶失活。且实验证明该组分溶于水后还可以产生活性O2-，从而可以通过其强氧化性来破坏霉菌的细胞成分。

第6章 结论与展望

6.1 结论

本文以无机多孔矿物材料硅藻土为原材料，通过泥炭藓和改性掺合料进行改性，制备了具有良好抑霉性的调湿材料并研究了其抑霉菌性和抑霉菌机理。本研究充分利用了硅藻土良好的负载性和调湿性以及改性掺合料的抑霉菌性制备出兼具调湿和抑霉的建筑材料，对改善室内环境具有极其重要的意义。基于本文所有的实验研究，主要得到以下几个结论：

1）在无机盐固体培养基中，调湿材料对桔青霉、黄曲霉及黑曲霉的长霉程度为0级，即抑霉菌性良好。在察氏培养基中，本材料抑制桔青霉、黄曲霉和黑曲霉孢子萌发的时间分别在第18 d、5 d和15 d，而对照组只有1-2 d，且调湿材料表面桔青霉和黑曲霉在培养至16 d时，其霉菌霉菌覆盖面积分别仅为0和15%，即调湿材料对菌丝生长亦有抑制作用，但是对黄曲霉的抑制效果不明显。通过对比两种状态下调湿材料的抑霉菌性可以看出，调湿材料的调湿性能可降低霉菌生长的湿度环境，进而影响霉菌孢子萌发和菌丝生长。

2）本材料的主要抑菌组分是改性掺合料，其次是硅藻土，而泥炭藓不具抑霉菌性；其中改性掺合料28d长霉程度为0级，在察氏培养基试验中其表面桔青霉和黑曲霉萌发时间分别为17 d和23 d，28d的霉菌面积覆盖率仅为60%和8%，即具有良好的抑制甚至杀灭作用。调湿材料的浓度越高，其对桔青霉和黑曲霉的抑制作用越强；调湿材料的浓度大于1.5/100 g/ml时，其抑霉菌性显著提高；当调湿材料的浓度为2.0/100 g/ml时，其抑制桔青霉和黑曲霉萌发的时间高达25 d，28 d霉菌面积覆盖率分别仅为16.7%和22.2%。对于纯培养基，pH的大小对霉菌的生长影响不大，而掺入调湿材料后其培养基表面各霉菌的生长都受到了极大的抑制作用，且pH越大对霉菌孢子萌发和菌丝生长的抑制作用越强。pH不小于9时，桔青霉受抑制较强；pH不小于10时，黑曲霉受抑制较强；pH为11时，桔青霉和黑曲霉在28d时霉菌面积覆盖率仅分别为5%和8%。在不同湿度下，调湿材料仍具有良好的抑霉菌性。湿度越高，对照组表面霉菌生长越快，但本材料在较高湿度下培养28d仍可保持不长霉。

3）从霉菌菌丝渗漏物的检测实验发现，处理后的霉菌渗漏物在电导率的大小，蛋白质浓度，核酸浓度上均随着处理时间（12h 内）的延长呈增长趋势，说明调湿材料的抑菌组分可以破坏霉菌细胞的细胞结构，对霉菌具有良好的破坏能力。

4）通过对比经调湿材料处理的霉菌孢子与正常孢子及经其抑菌组成处理的菌丝和正常菌丝的SEM和TEM可以发现，处理后的霉菌孢子在数量上明显减少，细胞结构上严重变形，细胞内部质壁分离严重，大部分细胞器被氧化破坏。

5）调湿材料的调湿性改变了霉菌生长所需的湿度条件，从而导致其表面难以滋生霉菌。改性掺合料溶于水后产生的OH-可通过诱导脂过氧化物破坏细胞膜的磷脂，并分解不饱和脂肪酸产生自由基导致细胞膜破坏，且其碱化作用可破坏蛋白质结构的离子键致使有些酶失活进而抑制霉菌生长。此外，试验证明改性掺合料溶于水后还可以产生具有强氧化性的活性O2-，从而可以通过其强氧化性来破坏霉菌的细胞成分。

6.2 展望

1、本文所采用的的面积覆盖法的方式来评价材料的抑霉菌性有待改进，由于菌丝较长，测起来不是很准确。

2、本文在进行材料的抑霉菌试验时选用的周期均为28d，但对于无机盐固体培养基可以将周期再适当延长，以探究其时效性。

3、本文在探究湿度对材料抑霉菌性影响时，只对硅藻土调湿材料和对照组在同一个干燥器中进行试验，未对空白对照单独在一个干燥器中进行试验，因此不能进行很好的对比。

4、本文在探究调湿材料的抑霉菌机理时，对于霉菌渗漏物的检测方面大部分是趋势性分析，希望后面研究的人可以采用更先进的方法来定量分析。

致 谢

研究生三年的时光让我成长了很多。这些年我学会了如何让自己沉静下来专心于科研，在待人处世方面也长进了不少。回首这几年的生活，我感觉自己是比较丰富的，有快乐，有纠结，还有焦急，也许是课题研究的需要让我做事变得更加小心翼翼。

本论文是在导师xxx教授的悉心指导之下完成的,从选题到完成，每次遇到问题导师都会耐心解答。在此我向我的导师xxx教授表示最诚挚的感谢，感谢胡老师这三年来对我无论是学业还是生活上得关心和照顾，也正是胡老师对文章认真、严谨和负责得态度使我得写作水平得到很大提高；还有就是希望老师以后不要再熬夜改论文了，要多注意休息，保重身体!同时还要感谢xxx老师、xxx老师等在学习上的帮助。

抑霉菌调湿材料不只是一种生硬的建筑材料更是健康与舒适所依，节能与发展所托，因此我对自己的努力倍感珍惜与欣慰，也更体会到科研的重要性。

感谢我亲爱的家人们默默地为支持着我，感谢本课题组的xxx师姐、xxx师兄、xxx师姐、xx进师兄、xxx师妹、同级的xx、xxx，以及xxx老师课题组的各个成员的帮助，感谢办公室以及其他学院借给我帮助的同学们，谢谢你们，由衷的祝福大家事业有成，身体健康，天天开心。