يمكن للأقمشة الجديدة القابلة لإعادة الاستخدام أن تقضي على التهديدات البيولوجية والكيميائية

مادة مركبة من نسيج إسفنجي بلوري قابل للبرمجة، تُستخدم للقضاء على التهديدات البيولوجية والكيميائية. مصدر الصورة: جامعة نورث وسترن.
يمكن استخدام مادة الألياف المركبة متعددة الوظائف القائمة على إطار معدني عضوي المصممة هنا كقماش واقٍ ضد التهديدات البيولوجية والكيميائية.
تستخدم المنسوجات متعددة الوظائف والمتجددة القائمة على الكلورو N-كلورو إطارًا معدنيًا عضويًا قويًا من الزركونيوم (MOF).
تُظهر مادة الألياف المركبة نشاطًا مبيدًا حيويًا سريعًا ضد كل من البكتيريا سالبة الجرام (الإشريكية القولونية) والبكتيريا موجبة الجرام (المكورات العنقودية الذهبية)، ويمكن تقليل كل سلالة بما يصل إلى 7 لوغاريتمات في غضون 5 دقائق
يمكن لمركبات الألياف/إطارات الفلزات العضوية المحملة بالكلور النشط أن تُحلل بشكل انتقائي وسريع غاز الخردل الكبريتي ونظيره الكيميائي 2-كلوروإيثيل إيثيل سلفيد (CEES) بنصف عمر أقل من 3 دقائق.
قام فريق بحثي من جامعة نورث وسترن بتطوير نسيج مركب متعدد الوظائف يمكنه القضاء على التهديدات البيولوجية (مثل فيروس كورونا الجديد الذي يسبب مرض كوفيد-19) والتهديدات الكيميائية (مثل تلك المستخدمة في الحرب الكيميائية).
بعد تعرض النسيج للتلف، يمكن استعادة المادة إلى حالتها الأصلية من خلال معالجة تبييض بسيطة.
"إن امتلاك مادة ثنائية الوظائف قادرة على تعطيل المواد الكيميائية والبيولوجية السامة في وقت واحد أمر بالغ الأهمية لأن تعقيد دمج مواد متعددة لإكمال هذا العمل مرتفع للغاية"، كما قال عمر فرحة من جامعة نورث وسترن، وهو خبير في الأطر المعدنية العضوية أو MOF، وهذا هو أساس التكنولوجيا.
فرحة أستاذة في الكيمياء في كلية واينبرغ للفنون والعلوم، والمؤلفة المشاركة في إعداد الدراسة. وهي عضو في المعهد الدولي لتقنية النانو في جامعة نورث وسترن.
تعتمد مركبات الألياف/إطارات الفلزات العضوية على أبحاث سابقة قام فيها فريق فرحة بابتكار مادة نانوية قادرة على تعطيل عوامل الأعصاب السامة. ومن خلال بعض العمليات البسيطة، يستطيع الباحثون أيضاً إضافة عوامل مضادة للفيروسات والبكتيريا إلى هذه المادة.
قال فها إنّ إطار الفلز العضوي (MOF) أشبه بـ"إسفنجة استحمام دقيقة". صُممت المواد النانوية بمسامات عديدة، قادرة على احتجاز الغازات والأبخرة وغيرها من المواد، تمامًا كما يحتجز الإسفنج الماء. في النسيج المركب الجديد، يحتوي تجويف إطار الفلز العضوي على عامل حفاز يُعطّل عمل المواد الكيميائية السامة والفيروسات والبكتيريا. ويمكن طلاء الألياف النسيجية بسهولة بالمواد النانوية المسامية.
وجد الباحثون أن مركبات الألياف/إطارات الفلزات العضوية (MOF) أظهرت فعالية سريعة ضد فيروس SARS-CoV-2، بالإضافة إلى البكتيريا سالبة الغرام (الإشريكية القولونية) وموجبة الغرام (المكورات العنقودية الذهبية). علاوة على ذلك، فإن مركبات الألياف/إطارات الفلزات العضوية المحملة بالكلور النشط قادرة على تحليل غاز الخردل ونظائره الكيميائية (2-كلوروإيثيل إيثيل سلفيد، CEES) بسرعة. تتميز المسام النانوية لمادة إطار الفلزات العضوية المغلفة للنسيج باتساعها الكافي للسماح بتبخر العرق والماء.
وأضافت فرحة أن هذه المادة المركبة قابلة للتطوير لأنها لا تتطلب سوى معدات معالجة المنسوجات الأساسية المستخدمة حاليًا في الصناعة. وعند استخدامها مع الكمامة، ينبغي أن تؤدي هذه المادة وظيفتها في آن واحد: حماية مرتدي الكمامة من الفيروسات المحيطة به، وحماية الأفراد الذين يتواصلون مع الشخص المصاب الذي يرتدي الكمامة.
يستطيع الباحثون أيضاً فهم المواقع النشطة للمواد على المستوى الذري. وهذا يسمح لهم ولغيرهم باستخلاص علاقات بين البنية والأداء لإنشاء مواد مركبة أخرى قائمة على إطارات الفلزات العضوية.
تثبيت الكلور النشط المتجدد في مركبات نسيجية من إطار معدني عضوي قائم على الزركونيوم للقضاء على المخاطر البيولوجية والكيميائية. مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية، 30 سبتمبر 2021.
نوع المنظمة نوع المنظمة القطاع الخاص/الصناعة أكاديمي الحكومة الفيدرالية حكومة الولاية/الحكومات المحلية الجيش منظمة غير ربحية الإعلام/العلاقات العامة أخرى