Material compuesto de tejido esponjoso cristalino programable utilizado para eliminar amenazas biológicas y químicas. Fuente de la imagen: Universidad Northwestern.
El material compuesto de fibra multifuncional basado en MOF diseñado aquí se puede utilizar como tejido protector contra amenazas biológicas y químicas.
Los textiles insecticidas y desintoxicantes multifuncionales y renovables a base de N-cloro utilizan un fuerte marco orgánico metálico de circonio (MOF)
El material compuesto de fibra muestra una rápida actividad biocida contra bacterias Gram-negativas (E. coli) y Gram-positivas (Staphylococcus aureus), y cada cepa puede reducirse hasta en 7 logaritmos en 5 minutos.
Los compuestos de MOF/fibra cargados con cloro activo pueden degradar de forma selectiva y rápida la mostaza de azufre y su análogo químico, el sulfuro de 2-cloroetilo (CEES), con una vida media de menos de 3 minutos.
Un equipo de investigación de la Universidad Northwestern ha desarrollado un tejido compuesto multifuncional que puede eliminar amenazas biológicas (como el nuevo coronavirus que causa la COVID-19) y químicas (como las utilizadas en la guerra química).
Una vez que el tejido se ve amenazado, el material puede restaurarse a su estado original mediante un simple tratamiento de blanqueo.
“Contar con un material de doble función que pueda inactivar simultáneamente tóxicos químicos y biológicos es fundamental porque la complejidad de integrar múltiples materiales para completar este trabajo es muy alta”, dijo Omar Farha de la Universidad Northwestern, quien es un experto en marcos metalorgánicos o MOF, esta es la base de la tecnología.
Farha es profesor de química en la Escuela de Artes y Ciencias Weinberg y coautor del estudio. Es miembro del Instituto Internacional de Nanotecnología de la Universidad Northwestern.
Los compuestos de MOF/fibra se basan en investigaciones previas en las que el equipo de Farha creó un nanomaterial capaz de inactivar agentes nerviosos tóxicos. Mediante pequeñas operaciones, los investigadores también pueden añadir agentes antivirales y antibacterianos al material.
Faha afirmó que el MOF es una "esponja de baño de precisión". Los materiales de tamaño nanométrico están diseñados con numerosos agujeros que pueden atrapar gases, vapores y otras sustancias, como una esponja atrapa el agua. En el nuevo tejido compuesto, la cavidad del MOF cuenta con un catalizador que puede inactivar sustancias químicas tóxicas, virus y bacterias. Los nanomateriales porosos se pueden recubrir fácilmente sobre fibras textiles.
Los investigadores descubrieron que los compuestos de MOF/fibra mostraron una rápida actividad contra el SARS-CoV-2, así como contra bacterias gramnegativas (E. coli) y grampositivas (Staphylococcus aureus). Además, los compuestos de MOF/fibra cargados con cloro activo pueden degradar rápidamente el gas mostaza y sus análogos químicos (2-cloroetil etil sulfuro, CEES). Los nanoporos del material MOF que recubre el tejido son lo suficientemente anchos como para permitir la salida del sudor y el agua.
Farha añadió que este material compuesto es escalable, ya que solo requiere equipos básicos de procesamiento textil que se utilizan actualmente en la industria. Al usarse junto con una mascarilla, el material debería poder actuar simultáneamente: proteger al usuario de los virus en su entorno y proteger a las personas que entran en contacto con la persona infectada que la lleva.
Los investigadores también pueden comprender los sitios activos de los materiales a nivel atómico. Esto les permite, junto con otros investigadores, derivar relaciones estructura-rendimiento para crear otros materiales compuestos basados en MOF.
Inmovilización de cloro activo renovable en compuestos textiles MOF a base de circonio para eliminar amenazas biológicas y químicas. Journal of the American Chemical Society, 30 de septiembre de 2021.
Tipo de organización Tipo de organización Sector privado/industria Académico Gobierno federal Gobierno estatal/local Militar Sin fines de lucro Medios/relaciones públicas Otro
Hora de publicación: 23 de octubre de 2021