Programmerbart krystallinsk svampestofkompositmateriale, der bruges til at eliminere biologiske og kemiske trusler. Billedkilde: Northwestern University
Det multifunktionelle MOF-baserede fiberkompositmateriale, der er designet her, kan bruges som et beskyttende klæde mod biologiske og kemiske trusler.
Multifunktionelle og fornyelige N-chlorobaserede insektdræbende og afgiftende tekstiler bruger en stærk zirconiummetalorganisk ramme (MOF)
Fiberkompositmaterialet viser hurtig biocid aktivitet mod både gramnegative bakterier (E. coli) og grampositive bakterier (Staphylococcus aureus), og hver stamme kan reduceres med op til 7 logaritmer inden for 5 minutter.
MOF/fiberkompositter fyldt med aktivt klor kan selektivt og hurtigt nedbryde svovlsennep og dets kemiske analog 2-chlorethylethylsulfid (CEES) med en halveringstid på mindre end 3 minutter.
Et forskerhold fra Northwestern University har udviklet et multifunktionelt kompositstof, der kan eliminere biologiske trusler (såsom den nye coronavirus, der forårsager COVID-19) og kemiske trusler (såsom dem, der bruges i kemisk krigsførelse).
Når stoffet er truet, kan materialet gendannes til sin oprindelige tilstand gennem en simpel blegningsbehandling.
"Det er afgørende at have et materiale med to funktioner, der samtidig kan inaktivere kemiske og biologiske giftstoffer, fordi kompleksiteten ved at integrere flere materialer for at fuldføre dette arbejde er meget høj," sagde Omar Farha fra Northwestern University, som er ekspert i metalorganiske rammeværk eller MOF, og sagde, at dette er fundamentet for teknologien.
Farha er professor i kemi ved Weinberg School of Arts and Sciences og korresponderende forfatter til studiet. Han er medlem af International Institute of Nanotechnology ved Northwestern University.
MOF/fiberkompositter er baseret på tidligere forskning, hvor Farhas team har skabt et nanomateriale, der kan inaktivere giftige nervegifte. Gennem nogle små operationer kan forskere også tilsætte antivirale og antibakterielle midler til materialet.
Faha sagde, at MOF er en "præcisionsbadesvamp". Materialer i nanostørrelse er designet med mange huller, som kan fange gas, damp og andre stoffer, ligesom en svamp fanger vand. I det nye kompositstof har hulrummet i MOF en katalysator, der kan inaktivere giftige kemikalier, vira og bakterier. Porøse nanomaterialer kan nemt belægges på tekstilfibre.
Forskere fandt, at MOF/fiber-kompositter udviste hurtig aktivitet mod SARS-CoV-2, såvel som gramnegative bakterier (E. coli) og grampositive bakterier (Staphylococcus aureus). Derudover kan MOF/fiber-kompositter fyldt med aktivt klor hurtigt nedbryde sennepsgas og dens kemiske analoger (2-chlorethylethylsulfid, CEES). Nanoporerne i MOF-materialet, der er belagt på tekstilet, er brede nok til at tillade sved og vand at slippe ud.
Farha tilføjede, at dette kompositmateriale er skalerbart, fordi det kun kræver grundlæggende tekstilforarbejdningsudstyr, der i øjeblikket anvendes i industrien. Når det bruges sammen med en maske, skal materialet kunne fungere på samme tid: at beskytte maskebæreren mod vira i deres nærhed og at beskytte personer, der kommer i kontakt med den smittede person, der bærer masken.
Forskere kan også forstå materialers aktive steder på atomniveau. Dette gør det muligt for dem og andre at udlede struktur-ydeevne-forhold for at skabe andre MOF-baserede kompositmaterialer.
Immobiliser vedvarende aktivt klor i zirconiumbaserede MOF-tekstilkompositter for at eliminere biologiske og kemiske trusler. Journal of the American Chemical Society, 30. september 2021.
Organisationstype Organisationstype Privat sektor/industri Akademisk Forbundsregering Stats-/lokalregering Militær Nonprofitorganisation Medier/PR Andet
Opslagstidspunkt: 23. oktober 2021