Materiale composito in tessuto spugnoso cristallino programmabile utilizzato per eliminare le minacce biologiche e chimiche. Fonte dell'immagine: Northwestern University
Il materiale composito multifunzionale in fibra MOF qui progettato può essere utilizzato come tessuto protettivo contro minacce biologiche e chimiche.
I tessuti insetticidi e disintossicanti multifunzionali e rinnovabili a base di N-cloro utilizzano una robusta struttura organica in metallo zirconio (MOF)
Il materiale composito in fibra mostra una rapida attività biocida contro i batteri Gram-negativi (E. coli) e Gram-positivi (Staphylococcus aureus) e ogni ceppo può essere ridotto fino a 7 logaritmi entro 5 minuti
I compositi MOF/fibre caricati con cloro attivo possono degradare selettivamente e rapidamente l'iprite di zolfo e il suo analogo chimico 2-cloroetil etil solfuro (CEES) con un'emivita inferiore a 3 minuti
Un team di ricerca della Northwestern University ha sviluppato un tessuto composito multifunzionale in grado di eliminare le minacce biologiche (come il nuovo coronavirus che causa il COVID-19) e chimiche (come quelle utilizzate nella guerra chimica).
Una volta che il tessuto è stato danneggiato, è possibile riportarlo al suo stato originale tramite un semplice trattamento sbiancante.
"Avere un materiale a doppia funzionalità in grado di inattivare simultaneamente sostanze tossiche chimiche e biologiche è fondamentale perché la complessità di integrare più materiali per completare questo lavoro è molto elevata", ha affermato Omar Farha della Northwestern University, esperto di framework metallo-organici o MOF, che costituiscono il fondamento della tecnologia.
Farha è professore di chimica presso la Weinberg School of Arts and Sciences e coautore dello studio. È membro dell'International Institute of Nanotechnology della Northwestern University.
I compositi MOF/fibre si basano su ricerche precedenti in cui il team di Farha ha creato un nanomateriale in grado di inattivare gli agenti nervini tossici. Attraverso piccole operazioni, i ricercatori possono anche aggiungere agenti antivirali e antibatterici al materiale.
Faha ha affermato che il MOF è una "spugna da bagno di precisione". I materiali di dimensioni nanometriche sono progettati con numerosi fori, in grado di intrappolare gas, vapori e altre sostanze, proprio come una spugna intrappola l'acqua. Nel nuovo tessuto composito, la cavità del MOF contiene un catalizzatore in grado di inattivare sostanze chimiche tossiche, virus e batteri. I nanomateriali porosi possono essere facilmente rivestiti con fibre tessili.
I ricercatori hanno scoperto che i compositi MOF/fibre hanno mostrato una rapida attività contro il SARS-CoV-2, così come contro i batteri Gram-negativi (E. coli) e Gram-positivi (Staphylococcus aureus). Inoltre, i compositi MOF/fibre caricati con cloro attivo possono degradare rapidamente il gas mostarda e i suoi analoghi chimici (2-cloroetil etil solfuro, CEES). I nanopori del materiale MOF rivestito sul tessuto sono sufficientemente ampi da consentire la fuoriuscita di sudore e acqua.
Farha ha aggiunto che questo materiale composito è scalabile perché richiede solo le attrezzature di base per la lavorazione tessile attualmente in uso nell'industria. Se utilizzato insieme a una mascherina, il materiale dovrebbe essere in grado di svolgere contemporaneamente le seguenti funzioni: proteggere chi indossa la mascherina dai virus presenti nelle sue vicinanze e proteggere le persone che entrano in contatto con la persona infetta che indossa la mascherina.
I ricercatori possono anche comprendere i siti attivi dei materiali a livello atomico. Questo consente loro e ad altri di derivare relazioni struttura-prestazioni per creare altri materiali compositi basati su MOF.
Immobilizzare il cloro attivo rinnovabile nei compositi tessili MOF a base di zirconio per eliminare le minacce biologiche e chimiche. Journal of the American Chemical Society, 30 settembre 2021.
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Data di pubblicazione: 23-10-2021