Programozható kristályos szivacsszövet kompozit anyag, amelyet biológiai és kémiai fenyegetések kiküszöbölésére használnak. Kép forrása: Northwestern Egyetem
Az itt tervezett multifunkcionális MOF-alapú szálas kompozit anyag védőkendőként használható biológiai és kémiai fenyegetésekkel szemben.
A multifunkcionális és megújuló, N-klór alapú rovarölő és méregtelenítő textíliák erős cirkónium-fém szerves vázat (MOF) használnak.
A szálas kompozit anyag gyors biocid aktivitást mutat mind a Gram-negatív baktériumok (E. coli), mind a Gram-pozitív baktériumok (Staphylococcus aureus) ellen, és minden törzs akár 7 logaritmussal is csökkenthető 5 percen belül.
Az aktív klórral töltött MOF/szálas kompozitok szelektíven és gyorsan lebontják a mustárkén-oxidot és annak kémiai analógját, a 2-klóretil-etil-szulfidot (CEES), kevesebb mint 3 perc felezési idővel.
A Northwestern Egyetem kutatócsoportja egy multifunkcionális kompozit anyagot fejlesztett ki, amely képes kiküszöbölni a biológiai fenyegetéseket (például a COVID-19-et okozó új koronavírust) és a kémiai fenyegetéseket (például a vegyi hadviselésben használtakat).
Miután a szövet veszélybe került, az anyag egy egyszerű fehérítéssel visszaállítható eredeti állapotába.
„Kritikus fontosságú egy olyan kettős funkciójú anyag megléte, amely egyszerre képes inaktiválni a kémiai és biológiai toxinokat, mivel a több anyag integrálásának összetettsége ehhez a munkához nagyon magas” – mondta Omar Farha, a Northwestern Egyetem fémorganikus keretrendszerek vagy MOF szakértője. Ez a technológia alapja.
Farha a Weinberg Művészeti és Tudományos Iskola kémia professzora és a tanulmány társszerzője. Tagja a Northwestern Egyetem Nemzetközi Nanotechnológiai Intézetének.
Az MOF/szálas kompozitok korábbi kutatásokon alapulnak, amelyekben Farha csapata egy olyan nanoméretű anyagot hozott létre, amely képes inaktiválni a mérgező idegméregeket. Néhány kisebb művelettel a kutatók vírusellenes és antibakteriális szereket is adhatnak az anyaghoz.
Faha elmondta, hogy a MOF egy „precíziós fürdőszivacs”. A nanoméretű anyagokat sok lyukkal tervezik, amelyek képesek felfogni a gázokat, gőzöket és más anyagokat, ahogyan egy szivacs a vizet. Az új kompozit szövetben a MOF üregében egy katalizátor található, amely képes inaktiválni a mérgező vegyszereket, vírusokat és baktériumokat. A porózus nanoanyagok könnyen bevonhatók a textilszálakra.
A kutatók azt találták, hogy a MOF/szál kompozitok gyors aktivitást mutattak a SARS-CoV-2, valamint a Gram-negatív baktériumok (E. coli) és a Gram-pozitív baktériumok (Staphylococcus aureus) ellen. Ezenkívül az aktív klórral telített MOF/szál kompozitok gyorsan lebonthatják a mustárgázt és kémiai analógjait (2-klóretil-etil-szulfid, CEES). A textíliára bevont MOF anyag nanopórusai elég szélesek ahhoz, hogy az izzadság és a víz eltávozhasson.
Farha hozzátette, hogy ez a kompozit anyag skálázható, mivel csak az iparban jelenleg használt alapvető textilfeldolgozó berendezéseket igényli. Maszkokkal együtt használva az anyagnak egyszerre kell tudnia betölteni a feladatot: megvédeni a maszkviselőt a környezetében lévő vírusoktól, és megvédeni azokat a személyeket, akik kapcsolatba kerülnek a maszkot viselő fertőzött személlyel.
A kutatók atomi szinten is megérthetik az anyagok aktív helyeit. Ez lehetővé teszi számukra és mások számára, hogy szerkezet-teljesítmény összefüggéseket származtassanak más MOF-alapú kompozit anyagok létrehozásához.
A megújuló aktív klór immobilizálása cirkónium alapú MOF textil kompozitokban a biológiai és kémiai fenyegetések kiküszöbölése érdekében. Journal of the American Chemical Society, 2021. szeptember 30.
Szervezettípus Szervezettípus Magánszektor/Ipar Akadémiai Szövetségi kormányzat Állami/Helyi önkormányzat Katonai Nonprofit Média/Közönségkapcsolatok Egyéb
Közzététel ideje: 2021. október 23.