Forritanlegt kristallað svampefni úr samsettu efni notað til að útrýma líffræðilegum og efnafræðilegum ógnum. Mynd: Northwestern University
Fjölnota MOF-byggða trefjasamsetta efnið sem hér er hannað má nota sem verndarklæði gegn líffræðilegum og efnafræðilegum ógnum.
Fjölnota og endurnýjanleg skordýraeiturs- og afeitrandi textíl með N-klóróefni notar sterkan sirkonmálmgrind (MOF).
Trefjasamsetta efnið sýnir hraða lífvirkni gegn bæði gram-neikvæðum bakteríum (E. coli) og gram-jákvæðum bakteríum (Staphylococcus aureus) og hægt er að minnka hverja stofn um allt að 7 lógaritma á 5 mínútum.
MOF/trefjasamsetningar hlaðnar virkum klór geta sértækt og hratt brotið niður brennisteinssinnep og efnafræðilega hliðstæðu þess, 2-klóretýl etýlsúlfíð (CEES), með helmingunartíma sem er innan við 3 mínútur.
Rannsóknarteymi frá Northwestern-háskóla hefur þróað fjölnota samsett efni sem getur útrýmt líffræðilegum ógnum (eins og nýju kórónuveirunni sem veldur COVID-19) og efnaógnum (eins og þeim sem notaðar eru í efnahernaði).
Eftir að efnið er í hættu er hægt að endurheimta upprunalegt ástand þess með einfaldri bleikingarmeðferð.
„Það er afar mikilvægt að hafa tvíþætt efni sem getur samtímis gert efna- og líffræðileg eiturefni óvirk því flækjustigið við að samþætta mörg efni til að ljúka þessu verki er mjög mikið,“ sagði Omar Farha við Northwestern-háskólann, sem er sérfræðingur í málm-lífrænum ramma eða MOF, þetta er grunnurinn að tækninni.
Farha er prófessor í efnafræði við Weinberg School of Arts and Sciences og meðhöfundur rannsóknarinnar. Hann er meðlimur í Alþjóðlegu stofnuninni fyrir nanótækni við Northwestern-háskóla.
MOF/trefjasamsetningar eru byggðar á fyrri rannsóknum þar sem teymi Farha bjó til nanóefni sem getur gert eitruð taugaefni óvirk. Með nokkrum smærri aðgerðum geta vísindamenn einnig bætt veirueyðandi og bakteríudrepandi efnum við efnið.
Faha sagði að MOF væri „nákvæmur baðsvampur“. Nanóefni eru hönnuð með mörgum götum sem geta fangað gas, gufu og önnur efni eins og svampur fangar vatn. Í nýja samsetta efninu er í holrými MOF hvati sem getur gert eitruð efni, veirur og bakteríur óvirk. Hægt er að húða porous nanóefni auðveldlega á vefnaðartrefjum.
Rannsakendur komust að því að MOF/trefjasamsetningar sýndu hraða virkni gegn SARS-CoV-2, sem og Gram-neikvæðum bakteríum (E. coli) og Gram-jákvæðum bakteríum (Staphylococcus aureus). Að auki geta MOF/trefjasamsetningar hlaðnar virkum klóri brotið niður sinnepsgas og efnafræðilega hliðstæður þess (2-klóretýl etýlsúlfíð, CEES) hratt. Nanóholurnar í MOF-efninu sem er húðað á textílnum eru nógu breiðar til að leyfa svita og vatni að sleppa út.
Farha bætti við að þetta samsetta efni sé stigstærðanlegt þar sem það krefst aðeins grunnvinnslubúnaðar fyrir textíl sem nú er notaður í iðnaði. Þegar efnið er notað ásamt grímu ætti það að geta bæði verndað þann sem ber grímuna gegn veirum í nágrenninu og verndað einstaklinga sem komast í snertingu við smitaðan einstakling sem ber grímuna.
Rannsakendur geta einnig skilið virku svæði efna á atómstigi. Þetta gerir þeim og öðrum kleift að leiða út tengsl milli uppbyggingar og afkasta til að búa til önnur samsett efni byggð á MOF.
Að festa endurnýjanlegt virkt klór í sirkon-byggðum MOF textílsamsetningum til að útrýma líffræðilegum og efnafræðilegum ógnum. Journal of the American Chemical Society, 30. september 2021.
Tegund stofnunar Tegund stofnunar Einkageirinn/Iðnaðurinn Fræðimennskan Sambandsríkið Ríkis-/Sveitarstjórnin Herinn Óhagnaðarsamtök Fjölmiðlar/Almannatengsl Annað
Birtingartími: 23. október 2021