Programovatelný krystalický houbovitý kompozitní materiál používaný k eliminaci biologických a chemických hrozeb. Zdroj obrázku: Northwestern University
Zde navržený multifunkční vláknitý kompozitní materiál na bázi MOF může být použit jako ochranná tkanina proti biologickým a chemickým hrozbám.
Multifunkční a obnovitelné insekticidní a detoxikační textilie na bázi N-chloru využívají silný zirkoniový organický rám (MOF)
Vláknitý kompozitní materiál vykazuje rychlou biocidní aktivitu proti gramnegativním bakteriím (E. coli) i grampozitivním bakteriím (Staphylococcus aureus) a každý kmen lze zredukovat až o 7 logaritmů během 5 minut.
Kompozity MOF/vlákno s obsahem aktivního chloru mohou selektivně a rychle degradovat sírový yperit a jeho chemický analog 2-chlorethylethylsulfid (CEES) s poločasem rozpadu kratším než 3 minuty.
Výzkumný tým z Northwestern University vyvinul multifunkční kompozitní tkaninu, která dokáže eliminovat biologické hrozby (jako je nový koronavirus způsobující COVID-19) a chemické hrozby (například ty používané v chemické válce).
Poté, co je látka ohrožena, lze ji jednoduchým bělením obnovit do původního stavu.
„Mít dvojí funkční materiál, který dokáže současně inaktivovat chemické a biologické toxiny, je zásadní, protože složitost integrace více materiálů k dokončení této práce je velmi vysoká,“ řekl Omar Farha z Northwestern University, expert na metalo-organické struktury neboli MOF. Toto je základ technologie.
Farha je profesorem chemie na Weinberg School of Arts and Sciences a spoluautorem studie. Je členem Mezinárodního institutu nanotechnologií na Northwestern University.
Kompozity MOF/vlákno jsou založeny na dřívějším výzkumu, ve kterém Farhův tým vytvořil nanomateriál, který dokáže inaktivovat toxické nervově paralytické látky. Prostřednictvím několika malých operací mohou vědci do materiálu přidat také antivirové a antibakteriální látky.
Faha uvedl, že MOF je „precizní koupelová houba“. Nanomateriály jsou navrženy s mnoha otvory, které dokáží zachytit plyn, páru a další látky podobně jako houba zachycuje vodu. V nové kompozitní tkanině má dutina MOF katalyzátor, který dokáže inaktivovat toxické chemikálie, viry a bakterie. Porézní nanomateriály lze snadno nanést na textilní vlákna.
Výzkumníci zjistili, že kompozity MOF/vlákna vykazují rychlou aktivitu proti SARS-CoV-2, stejně jako proti gramnegativním bakteriím (E. coli) a grampozitivním bakteriím (Staphylococcus aureus). Kromě toho kompozity MOF/vlákna s obsahem aktivního chloru mohou rychle degradovat hořčičný plyn a jeho chemické analogy (2-chlorethylethylsulfid, CEES). Nanopóry materiálu MOF naneseného na textilii jsou dostatečně široké, aby umožňovaly únik potu a vody.
Farha dodal, že tento kompozitní materiál je škálovatelný, protože vyžaduje pouze základní zařízení pro zpracování textilií, které se v současnosti v průmyslu používá. Při použití ve spojení s rouškou by měl být materiál schopen splňovat současně následující funkce: chránit nositele roušky před viry v jeho blízkosti a chránit osoby, které přijdou do kontaktu s nakaženou osobou nosící roušku.
Výzkumníci mohou také porozumět aktivním místům materiálů na atomární úrovni. To jim i dalším umožňuje odvodit vztahy mezi strukturou a výkonem pro vytvoření dalších kompozitních materiálů na bázi MOF.
Imobilizace obnovitelného aktivního chloru v textilních kompozitech MOF na bázi zirkonia pro eliminaci biologických a chemických hrozeb. Journal of the American Chemical Society, 30. září 2021.
Typ organizace Typ organizace Soukromý sektor/průmysl Akademický Federální vláda Státní/místní vláda Vojenský Neziskový Média/Vztahy s veřejností Jiný
Čas zveřejnění: 23. října 2021