目前,沸石的抗微生物性能主要包括抗细菌、抗病毒、抗真菌等。沸石表面对微生物具有一定的吸附作用。细菌的尺寸一般为0。2~5 μm,病毒的尺寸一般在100 nm以下,沸石通过静电作用能吸附小尺寸的细菌和病毒。Grce等探究了微米级的天然斜发沸石对腺病毒-5(VR-5,无囊膜,65~80 nm)、疱疹病毒(VR-733,有脂蛋白囊膜,100~200 nm)、肠道病毒的柯萨奇病毒B5(VR-185)和埃可病毒7型(VR-37,20~30 nm,小RNA病毒)的抑制作用。实验结果表明,沸石浓度较高(50 mg/mL)时,病毒滴度最低,沸石抑制病毒的效力最高。

利用具有抗微生物作用的金属离子与沸石孔道和笼中的阳离子发生交换,可使沸石具备抗菌及抗病毒性能。文献报道,交换了Ag+,Zn2+,Cu2+等阳离子的沸石具有高效的抗微生物效果。其中,Ag+是最常见的抗菌材料,其对细菌的灭活性和对人体及动物的细胞毒性依赖于Ag+的浓度。尽管有关Zn2+,Cu2+的研究较少,但最近的报道表明它们具有抗微生物的潜力,可以对多种细菌或者病毒进行灭活。Ag+具有良好的抗微生物性能,其抗菌机理主要有3种解释:(1)Ag+与细菌蛋白质中的巯基结合,使得蛋白质失去活力,导致细菌无法正常代谢和生存后死亡;(2)干扰核酸分子,使其丧失复制能力;(3)Ag+通过催化使得水分子和氧内部发生跃迁,产生游离的羟基自由基和活性氧离子,对细菌的生长产生抑制和灭杀作用,以达到杀菌效果。

与游离的金属离子(如Ag+,Zn2+,Cu2+)相比,在沸石孔道和笼中的金属离子在实际应用中具有更大的意义。通常,游离的金属离子容易氧化,导致抗菌、抗病毒性能降低;而沸石的金属孔道和笼中的金属离子具有一定的稳定性,可保持长时间的抗微生物性能。此外,在沸石结构中包含金属离子可实现受控释放,可缓慢释放金属离子达到抗菌抗病毒的最低剂量而不对人体造成毒害。