Deunydd cyfansawdd sbwng crisialog rhaglenadwy a ddefnyddir i ddileu bygythiadau biolegol a chemegol. Ffynhonnell y ddelwedd: Prifysgol Northwestern
Gellir defnyddio'r deunydd cyfansawdd ffibr amlswyddogaethol sy'n seiliedig ar MOF a ddyluniwyd yma fel brethyn amddiffynnol yn erbyn bygythiadau biolegol a chemegol.
Mae tecstilau pryfleiddol a dadwenwyno amlswyddogaethol ac adnewyddadwy wedi'u seilio ar N-chloro yn defnyddio ffrâm organig metel zirconiwm cryf (MOF)
Mae'r deunydd cyfansawdd ffibr yn dangos gweithgaredd bioladdol cyflym yn erbyn bacteria Gram-negatif (E. coli) a bacteria Gram-bositif (Staphylococcus aureus), a gellir lleihau pob straen hyd at 7 logarithm o fewn 5 munud.
Gall cyfansoddion MOF/ffibr sydd wedi'u llwytho â chlorin gweithredol ddiraddio mwstard sylffwr a'i analog cemegol 2-chloroethyl ethyl sylffid (CEES) yn ddetholus ac yn gyflym gyda hanner oes o lai na 3 munud.
Mae tîm ymchwil o Brifysgol Northwestern wedi datblygu ffabrig cyfansawdd amlswyddogaethol a all ddileu bygythiadau biolegol (fel y coronafeirws newydd sy'n achosi COVID-19) a bygythiadau cemegol (fel y rhai a ddefnyddir mewn rhyfel cemegol).
Ar ôl i'r ffabrig gael ei fygwth, gellir adfer y deunydd i'w gyflwr gwreiddiol trwy driniaeth cannu syml.
“Mae cael deunydd deuol-swyddogaethol a all ddadactifadu gwenwynigion cemegol a biolegol ar yr un pryd yn hanfodol oherwydd bod cymhlethdod integreiddio deunyddiau lluosog i gwblhau’r gwaith hwn yn uchel iawn,” meddai Omar Farha o Brifysgol Northwestern, sy’n arbenigwr fframwaith metel-organig neu MOF, dyma sylfaen y dechnoleg.
Mae Farha yn athro cemeg yn Ysgol Gelfyddydau a Gwyddorau Weinberg ac yn gyd-awdur cyfatebol yr astudiaeth. Mae'n aelod o'r Sefydliad Rhyngwladol Nanotechnoleg ym Mhrifysgol Northwestern.
Mae cyfansoddion MOF/ffibr yn seiliedig ar ymchwil gynharach lle creodd tîm Farha nanoddeunydd a all ddadactifadu asiantau nerf gwenwynig. Trwy rai gweithrediadau bach, gall ymchwilwyr hefyd ychwanegu asiantau gwrthfeirysol a gwrthfacteria at y deunydd.
Dywedodd Faha fod MOF yn “sbwng bath manwl gywir.” Mae deunyddiau nano-faint wedi’u cynllunio gyda llawer o dyllau, a all ddal nwy, anwedd a sylweddau eraill fel mae sbwng yn dal dŵr. Yn y ffabrig cyfansawdd newydd, mae ceudod y MOF yn cynnwys catalydd a all ddadactifadu cemegau gwenwynig, firysau a bacteria. Gellir gorchuddio nanoddeunyddiau mandyllog yn hawdd ar ffibrau tecstilau.
Canfu ymchwilwyr fod cyfansoddion MOF/ffibr yn dangos gweithgaredd cyflym yn erbyn SARS-CoV-2, yn ogystal â bacteria Gram-negatif (E. coli) a bacteria Gram-bositif (Staphylococcus aureus). Yn ogystal, gall cyfansoddion MOF/ffibr sy'n llawn clorin gweithredol ddiraddio nwy mwstard a'i analogau cemegol (2-chloroethyl ethyl sulfide, CEES) yn gyflym. Mae nano-fandyllau'r deunydd MOF sydd wedi'i orchuddio ar y tecstilau yn ddigon llydan i ganiatáu i chwys a dŵr ddianc.
Ychwanegodd Farha fod y deunydd cyfansawdd hwn yn raddadwy oherwydd dim ond offer prosesu tecstilau sylfaenol sydd ei angen arno a ddefnyddir mewn diwydiant ar hyn o bryd. Pan gaiff ei ddefnyddio ar y cyd â mwgwd, dylai'r deunydd allu perfformio ar yr un pryd: amddiffyn y sawl sy'n gwisgo'r mwgwd rhag firysau yn eu cyffiniau, ac amddiffyn unigolion sy'n dod i gysylltiad â'r person heintiedig sy'n gwisgo'r mwgwd.
Gall ymchwilwyr hefyd ddeall safleoedd gweithredol deunyddiau ar y lefel atomig. Mae hyn yn caniatáu iddyn nhw ac eraill ddeillio perthnasoedd strwythur-perfformiad i greu deunyddiau cyfansawdd eraill sy'n seiliedig ar MOF.
Ansefydlogi clorin gweithredol adnewyddadwy mewn cyfansoddion tecstilau MOF sy'n seiliedig ar sirconiwm i ddileu bygythiadau biolegol a chemegol. Journal of the American Chemical Society, Medi 30, 2021.
Math o Sefydliad Math o Sefydliad Sector Preifat/Diwydiant Academaidd Llywodraeth Ffederal Llywodraeth Wladwriaethol/Leol Milwrol Di-elw Cyfryngau/Cysylltiadau Cyhoeddus Arall
Amser postio: Hydref-23-2021