Програмируем кристален композитен материал от гъбеста тъкан, използван за елиминиране на биологични и химически заплахи. Източник на изображението: Северозападен университет
Многофункционалният влакнест композитен материал на базата на MOF, проектиран тук, може да се използва като защитна кърпа срещу биологични и химични заплахи.
Многофункционалните и възобновяеми инсектицидни и детоксикиращи текстилни изделия на базата на N-хлоро използват здрава циркониево-метална органична рамка (MOF)
Влакнестият композитен материал показва бърза биоцидна активност както срещу грам-отрицателни бактерии (E. coli), така и срещу грам-положителни бактерии (Staphylococcus aureus), като всеки щам може да бъде намален с до 7 логаритъма в рамките на 5 минути.
MOF/влакнестите композити, заредени с активен хлор, могат селективно и бързо да разграждат серен иприт и неговия химичен аналог 2-хлороетил етил сулфид (CEES) с период на полуразпад по-малък от 3 минути.
Изследователски екип от Северозападния университет е разработил многофункционална композитна тъкан, която може да елиминира биологични заплахи (като новия коронавирус, който причинява COVID-19) и химически заплахи (като тези, използвани в химическата война).
След като тъканта е застрашена, тя може да бъде възстановена в първоначалното си състояние чрез просто избелване.
„Наличието на двуфункционален материал, който може едновременно да инактивира химични и биологични токсиканти, е от решаващо значение, защото сложността на интегрирането на множество материали за завършване на тази работа е много висока“, каза Омар Фарха от Северозападния университет, експерт по металоорганична рамка или MOF. Това е основата на технологията.
Фарха е професор по химия в Училището по изкуства и науки „Вайнберг“ и съавтор на изследването. Той е член на Международния институт по нанотехнологии в Северозападния университет.
Композитите от MOF/влакна се основават на по-ранни изследвания, в които екипът на Фарха е създал наноматериал, който може да инактивира токсични нервнопаралитични вещества. Чрез някои малки операции, изследователите могат също да добавят антивирусни и антибактериални средства към материала.
Фаха каза, че MOF е „прецизна гъба за баня“. Наноразмерните материали са проектирани с много отвори, които могат да улавят газове, пари и други вещества, подобно на гъбата, която улавя вода. В новата композитна тъкан кухината на MOF има катализатор, който може да инактивира токсични химикали, вируси и бактерии. Порестите наноматериали могат лесно да се нанасят върху текстилни влакна.
Изследователите установиха, че композитите от MOF/влакна показват бърза активност срещу SARS-CoV-2, както и срещу грам-отрицателни бактерии (E. coli) и грам-положителни бактерии (Staphylococcus aureus). Освен това, композитите от MOF/влакна, заредени с активен хлор, могат бързо да разградят иприта и неговите химични аналози (2-хлороетил етил сулфид, CEES). Нанопорите на MOF материала, покрит върху текстила, са достатъчно широки, за да позволят на потта и водата да излизат.
Фарха добави, че този композитен материал е мащабируем, тъй като изисква само основно оборудване за обработка на текстил, използвано в момента в индустрията. Когато се използва заедно с маска, материалът би трябвало да може да изпълнява едновременно следните функции: да предпазва носещия маската от вируси в близост до него и да предпазва лицата, които влизат в контакт със заразения човек, носещ маската.
Изследователите могат също така да разберат активните центрове на материалите на атомно ниво. Това им позволява и на други да извлекат зависимости между структурата и характеристиките, за да създадат други композитни материали на базата на MOF.
Имобилизиране на възобновяем активен хлор в текстилни композити от цирконий-базирани металообработващи материали (MOF) за елиминиране на биологични и химични заплахи. Journal of the American Chemical Society, 30 септември 2021 г.
Тип организация Тип организация Частен сектор/Индустрия Академична Федерално правителство Държавно/Местно правителство Военна организация Нестопанска организация Медии/Връзки с обществеността Друга
Време на публикуване: 23 октомври 2021 г.