Նոր վերաօգտագործելի գործվածքները կարող են վերացնել կենսաբանական և քիմիական սպառնալիքները

Ծրագրավորվող բյուրեղային սպունգային գործվածքի կոմպոզիտային նյութ, որն օգտագործվում է կենսաբանական և քիմիական սպառնալիքները վերացնելու համար: Պատկերի աղբյուր՝ Հյուսիսարևմտյան համալսարան
Այստեղ նախագծված բազմաֆունկցիոնալ MOF-ի վրա հիմնված մանրաթելային կոմպոզիտային նյութը կարող է օգտագործվել որպես պաշտպանիչ կտոր կենսաբանական և քիմիական սպառնալիքներից։
Բազմաֆունկցիոնալ և վերականգնվող N-քլորային հիմքով միջատասպան և դետոքսիկացնող տեքստիլները պատրաստված են ամուր ցիրկոնիումի մետաղական օրգանական շրջանակից (MOF):
Մանրաթելային կոմպոզիտային նյութը ցուցաբերում է արագ բիոցիդային ակտիվություն ինչպես գրամ-բացասական մանրէների (E. coli), այնպես էլ գրամ-դրական մանրէների (Staphylococcus aureus) դեմ, և յուրաքանչյուր շտամ կարող է նվազեցվել մինչև 7 լոգարիթմով 5 րոպեի ընթացքում։
Ակտիվ քլորով լցված MOF/մանրաթելային կոմպոզիտները կարող են ընտրողաբար և արագ քայքայել ծծմբի մանանեխը և դրա քիմիական անալոգը՝ 2-քլորէթիլ էթիլ սուլֆիդը (CEES), կիսատրոհման պարբերությամբ՝ 3 րոպեից պակաս։
Հյուսիսարևմտյան համալսարանի հետազոտական ​​խումբը մշակել է բազմաֆունկցիոնալ կոմպոզիտային գործվածք, որը կարող է վերացնել կենսաբանական սպառնալիքները (օրինակ՝ COVID-19-ի պատճառ հանդիսացող նոր կորոնավիրուսը) և քիմիական սպառնալիքները (օրինակ՝ քիմիական պատերազմում օգտագործվողները):
Գործվածքին սպառնացող վտանգից հետո այն կարող է վերականգնվել իր սկզբնական վիճակին պարզ սպիտակեցման միջոցով։
«Կրկնակի ֆունկցիոնալությամբ նյութ ունենալը, որը կարող է միաժամանակ անգործունակ դարձնել քիմիական և կենսաբանական թունավոր նյութերը, կարևոր է, քանի որ այս աշխատանքն ավարտելու համար բազմաթիվ նյութերի ինտեգրման բարդությունը շատ բարձր է», - ասաց Հյուսիսարևմտյան համալսարանի մետաղաօրգանական շրջանակի կամ MOF փորձագետ Օմար Ֆարհան, սա տեխնոլոգիայի հիմքն է։
Ֆարհան Վայնբերգի արվեստի և գիտությունների դպրոցի քիմիայի պրոֆեսոր է և ուսումնասիրության համահեղինակը։ Նա Հյուսիսարևմտյան համալսարանի Նանոտեխնոլոգիայի միջազգային ինստիտուտի անդամ է։
ՄՕՖ/մանրաթելային կոմպոզիտները հիմնված են նախկինում կատարված հետազոտությունների վրա, որոնց ընթացքում Ֆարհայի թիմը ստեղծել է նանոմատերիալ, որը կարող է անակտիվացնել թունավոր նյարդային նյութերը: Որոշ փոքր վիրահատությունների միջոցով հետազոտողները կարող են նյութին ավելացնել նաև հակավիրուսային և հակաբակտերիալ նյութեր:
Ֆահան ասել է, որ MOF-ը «ճշգրիտ լոգանքի սպունգ» է: Նանո չափի նյութերը նախագծված են բազմաթիվ անցքերով, որոնք կարող են որսալ գազ, գոլորշի և այլ նյութեր, ինչպես սպունգը որսում է ջուրը: Նոր կոմպոզիտային գործվածքում MOF-ի խոռոչն ունի կատալիզատոր, որը կարող է անգործունակ դարձնել թունավոր քիմիական նյութերը, վիրուսները և մանրէները: Ծակոտկեն նանոմատերիալները կարող են հեշտությամբ պատվել տեքստիլ մանրաթելերի վրա:
Հետազոտողները պարզել են, որ MOF/մանրաթելային կոմպոզիտները արագ ակտիվություն են ցուցաբերել SARS-CoV-2-ի, ինչպես նաև գրամ-բացասական մանրէների (E. coli) և գրամ-դրական մանրէների (Staphylococcus aureus) դեմ: Բացի այդ, ակտիվ քլորով լցված MOF/մանրաթելային կոմպոզիտները կարող են արագ քայքայել մանանեխի գազը և դրա քիմիական անալոգները (2-քլորէթիլ էթիլ սուլֆիդ, CEES): Տեքստիլի վրա պատված MOF նյութի նանոանցքերը բավականաչափ լայն են, որպեսզի քրտինքն ու ջուրը դուրս գան:
Ֆարհան հավելեց, որ այս կոմպոզիտային նյութը մասշտաբային է, քանի որ դրա համար անհրաժեշտ են միայն արդյունաբերության մեջ ներկայումս օգտագործվող տեքստիլ մշակման հիմնական սարքավորումները: Դիմակի հետ համատեղ օգտագործելիս նյութը պետք է կարողանա միաժամանակ կատարել հետևյալ գործառույթները՝ պաշտպանել դիմակ կրողին մոտակայքում գտնվող վիրուսներից և պաշտպանել դիմակ կրող վարակված անձի հետ շփվող անձանց:
Հետազոտողները կարող են նաև հասկանալ նյութերի ակտիվ կենտրոնները ատոմային մակարդակում: Սա թույլ է տալիս նրանց և ուրիշներին ստանալ կառուցվածք-արտադրողականություն կապեր՝ այլ MOF-ի վրա հիմնված կոմպոզիտային նյութեր ստեղծելու համար:
Անշարժացրեք վերականգնվող ակտիվ քլորը ցիրկոնիումի վրա հիմնված MOF տեքստիլ կոմպոզիտներում՝ կենսաբանական և քիմիական սպառնալիքները վերացնելու համար: Ամերիկյան քիմիական ընկերության հանդես, 2021 թվականի սեպտեմբերի 30:
Կազմակերպության տեսակը Կազմակերպության տեսակը Մասնավոր հատված/արդյունաբերություն Ակադեմիական Դաշնային կառավարություն Պետական/տեղական ինքնակառավարում Ռազմական Ոչ առևտրային լրատվամիջոցներ/հասարակայնության հետ կապեր Այլ