Material compost de teixit d'esponja cristal·lina programable utilitzat per eliminar amenaces biològiques i químiques. Font de la imatge: Northwestern University
El material compost de fibra multifuncional basat en MOF dissenyat aquí es pot utilitzar com a tela protectora contra amenaces biològiques i químiques.
Tèxtils insecticides i desintoxicants multifuncionals i renovables basats en N-cloro que utilitzen una forta estructura orgànica metàl·lica de zirconi (MOF)
El material compost de fibra mostra una ràpida activitat biocida tant contra bacteris gramnegatius (E. coli) com grampositius (Staphylococcus aureus), i cada soca es pot reduir fins a 7 logaritmes en 5 minuts.
Els compostos MOF/fibra carregats amb clor actiu poden degradar selectivament i ràpidament la mostassa de sofre i el seu anàleg químic, el sulfur de 2-cloroetil etil (CEES), amb una vida mitjana de menys de 3 minuts.
Un equip de recerca de la Northwestern University ha desenvolupat un teixit compost multifuncional que pot eliminar les amenaces biològiques (com el nou coronavirus que causa la COVID-19) i les amenaces químiques (com les que s'utilitzen en la guerra química).
Després que el teixit estigui amenaçat, el material es pot restaurar al seu estat original mitjançant un simple tractament de blanqueig.
«Tenir un material de doble funcionalitat que pugui inactivar simultàniament tòxics químics i biològics és fonamental perquè la complexitat d'integrar múltiples materials per completar aquesta feina és molt alta», va dir Omar Farha, de la Northwestern University, expert en marcs metallorgànics o MOF; aquesta és la base de la tecnologia.
Farha és professor de química a la Weinberg School of Arts and Sciences i coautor corresponent de l'estudi. És membre de l'Institut Internacional de Nanotecnologia de la Northwestern University.
Els compostos de MOF/fibra es basen en investigacions anteriors en què l'equip de Farha va crear un nanomaterial que pot inactivar agents nerviosos tòxics. Mitjançant algunes petites operacions, els investigadors també poden afegir agents antivirals i antibacterians al material.
Faha va dir que el MOF és una "esponja de bany de precisió". Els materials de mida nanomètrica estan dissenyats amb molts forats, que poden atrapar gas, vapor i altres substàncies com una esponja atrapa l'aigua. En el nou teixit compost, la cavitat del MOF té un catalitzador que pot inactivar productes químics tòxics, virus i bacteris. Els nanomaterials porosos es poden recobrir fàcilment sobre fibres tèxtils.
Els investigadors van descobrir que els compostos de MOF/fibra van mostrar una activitat ràpida contra el SARS-CoV-2, així com contra els bacteris gramnegatius (E. coli) i els bacteris grampositius (Staphylococcus aureus). A més, els compostos de MOF/fibra carregats amb clor actiu poden degradar ràpidament el gas mostassa i els seus anàlegs químics (sulfur de 2-cloroetil etil, CEES). Els nanoporus del material MOF recobert sobre el tèxtil són prou amples per permetre que la suor i l'aigua s'escapin.
Farha va afegir que aquest material compost és escalable perquè només requereix equips bàsics de processament tèxtil que s'utilitzen actualment a la indústria. Quan s'utilitza juntament amb una mascareta, el material hauria de poder funcionar alhora: protegir la persona que porta la mascareta dels virus que es troben a prop i protegir les persones que entren en contacte amb la persona infectada que porta la mascareta.
Els investigadors també poden comprendre els centres actius dels materials a nivell atòmic. Això els permet, a ells i a altres, derivar relacions estructura-rendiment per crear altres materials compostos basats en MOF.
Immobilitzar el clor actiu renovable en compostos tèxtils MOF basats en zirconi per eliminar les amenaces biològiques i químiques. Journal of the American Chemical Society, 30 de setembre de 2021.
Tipus d'organització Tipus d'organització Sector privat/Indústria Acadèmic Govern federal Govern estatal/local Militar Sense ànim de lucre Mitjans de comunicació/Relacions públiques Altres
Data de publicació: 23 d'octubre de 2021