नए पुन: प्रयोज्य कपड़े जैविक और रासायनिक खतरों को खत्म कर सकते हैं

प्रोग्रामेबल क्रिस्टलीय स्पंज फ़ैब्रिक मिश्रित सामग्री का उपयोग जैविक और रासायनिक खतरों को दूर करने के लिए किया जाता है। छवि स्रोत: नॉर्थवेस्टर्न विश्वविद्यालय
यहां डिजाइन की गई बहुक्रियाशील एमओएफ-आधारित फाइबर मिश्रित सामग्री का उपयोग जैविक और रासायनिक खतरों के खिलाफ सुरक्षात्मक कपड़े के रूप में किया जा सकता है।
बहुक्रियाशील और नवीकरणीय एन-क्लोरो-आधारित कीटनाशक और विषहरण वस्त्र एक मजबूत जिरकोनियम धातु कार्बनिक फ्रेम (एमओएफ) का उपयोग करते हैं
फाइबर मिश्रित सामग्री ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया (ई. कोली) और ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया (स्टैफिलोकोकस ऑरियस) दोनों के खिलाफ तीव्र जैव-नाशक गतिविधि दिखाती है, और प्रत्येक स्ट्रेन को 5 मिनट के भीतर 7 लॉगरिदम तक कम किया जा सकता है
सक्रिय क्लोरीन से भरे एमओएफ/फाइबर कंपोजिट सल्फर मस्टर्ड और इसके रासायनिक एनालॉग 2-क्लोरोइथाइल एथिल सल्फाइड (सीईईएस) को चुनिंदा और तेजी से विघटित कर सकते हैं, जिसका अर्ध-जीवन 3 मिनट से भी कम होता है।
नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी की एक शोध टीम ने एक बहुक्रियाशील मिश्रित कपड़ा विकसित किया है जो जैविक खतरों (जैसे कि नया कोरोना वायरस जो COVID-19 का कारण बनता है) और रासायनिक खतरों (जैसे कि रासायनिक युद्ध में उपयोग किए जाने वाले) को खत्म कर सकता है।
कपड़े के खराब हो जाने के बाद, उसे साधारण ब्लीचिंग उपचार के माध्यम से उसकी मूल स्थिति में लाया जा सकता है।
नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के उमर फरहा, जो मेटल-ऑर्गेनिक फ्रेमवर्क या एमओएफ विशेषज्ञ हैं, ने कहा, "एक ऐसी दोहरी-कार्यात्मक सामग्री का होना महत्वपूर्ण है जो एक साथ रासायनिक और जैविक विषाक्त पदार्थों को निष्क्रिय कर सके, क्योंकि इस कार्य को पूरा करने के लिए कई सामग्रियों को एकीकृत करने की जटिलता बहुत अधिक है।" उन्होंने कहा कि यह प्रौद्योगिकी का आधार है।
फरहा वेनबर्ग स्कूल ऑफ आर्ट्स एंड साइंसेज में रसायन विज्ञान के प्रोफेसर और इस अध्ययन के सह-लेखक हैं। वे नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के इंटरनेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ नैनोटेक्नोलॉजी के सदस्य भी हैं।
एमओएफ/फाइबर कंपोजिट पहले के शोध पर आधारित हैं जिसमें फरहा की टीम ने एक नैनोमटेरियल बनाया था जो विषाक्त तंत्रिका कारकों को निष्क्रिय कर सकता है। कुछ छोटे ऑपरेशनों के माध्यम से, शोधकर्ता इस सामग्री में एंटीवायरल और एंटीबैक्टीरियल एजेंट भी मिला सकते हैं।
फाहा ने कहा कि एमओएफ एक "प्रिसिज़न बाथ स्पंज" है। नैनो आकार के पदार्थों को कई छिद्रों के साथ डिज़ाइन किया गया है, जो गैस, वाष्प और अन्य पदार्थों को उसी तरह रोक सकते हैं जैसे स्पंज पानी को रोक लेता है। नए मिश्रित कपड़े में, एमओएफ की गुहा में एक उत्प्रेरक होता है जो विषैले रसायनों, वायरस और बैक्टीरिया को निष्क्रिय कर सकता है। छिद्रयुक्त नैनो पदार्थों को कपड़े के रेशों पर आसानी से लेपित किया जा सकता है।
शोधकर्ताओं ने पाया कि MOF/फाइबर कंपोजिट ने SARS-CoV-2 के साथ-साथ ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया (ई. कोलाई) और ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया (स्टैफिलोकोकस ऑरियस) के खिलाफ भी तीव्र गतिविधि दिखाई। इसके अलावा, सक्रिय क्लोरीन से भरपूर MOF/फाइबर कंपोजिट मस्टर्ड गैस और उसके रासायनिक एनालॉग्स (2-क्लोरोइथाइल एथिल सल्फाइड, CEES) को तेज़ी से विघटित कर सकते हैं। कपड़े पर लेपित MOF पदार्थ के नैनोपोर इतने चौड़े होते हैं कि पसीना और पानी बाहर निकल सकते हैं।
फरहा ने आगे कहा कि यह मिश्रित सामग्री मापनीय है क्योंकि इसके लिए केवल उद्योग में वर्तमान में उपयोग किए जाने वाले बुनियादी कपड़ा प्रसंस्करण उपकरणों की आवश्यकता होती है। मास्क के साथ संयोजन में उपयोग किए जाने पर, यह सामग्री एक ही समय में ये कार्य करने में सक्षम होनी चाहिए: मास्क पहनने वाले को उसके आस-पास के वायरस से बचाना, और मास्क पहने हुए संक्रमित व्यक्ति के संपर्क में आने वाले व्यक्तियों की सुरक्षा करना।
शोधकर्ता परमाणु स्तर पर पदार्थों के सक्रिय स्थलों को भी समझ सकते हैं। इससे उन्हें और अन्य लोगों को संरचना-प्रदर्शन संबंधों को समझकर अन्य MOF-आधारित मिश्रित पदार्थ बनाने में मदद मिलती है।
जैविक और रासायनिक खतरों को खत्म करने के लिए ज़िरकोनियम-आधारित एमओएफ टेक्सटाइल कंपोजिट में नवीकरणीय सक्रिय क्लोरीन को स्थिर करें। जर्नल ऑफ़ द अमेरिकन केमिकल सोसाइटी, 30 सितंबर, 2021।
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