בדים חדשים לשימוש חוזר יכולים לחסל איומים ביולוגיים וכימיים

חומר מרוכב מבד ספוג גבישי הניתן לתכנות המשמש לסילוק איומים ביולוגיים וכימיים. מקור תמונה: אוניברסיטת נורת'ווסטרן
החומר המרוכב הרב-תכליתי מבוסס MOF שתוכנן כאן עשוי לשמש כמטלית מגן מפני איומים ביולוגיים וכימיים.
טקסטיל רב תכליתי ומתחדש מבוסס N-כלורו, קוטל חרקים ומסיר רעלים, משתמש במסגרת אורגנית מתכתית זירקוניום (MOF) חזקה
חומר הסיבים המרוכב מראה פעילות ביוצידית מהירה כנגד חיידקים גראם-שליליים (E. coli) וחיידקים גראם-חיוביים (Staphylococcus aureus), וכל זן יכול להיות מופחת עד 7 לוגריתמים תוך 5 דקות.
מרוכבים MOF/סיבים עמוסים בכלור פעיל יכולים לפרק באופן סלקטיבי ובמהירות חרדל גופרית ואת האנלוג הכימי שלו 2-כלורואתיל אתיל סולפיד (CEES) עם זמן מחצית חיים של פחות מ-3 דקות.
צוות מחקר מאוניברסיטת נורת'ווסטרן פיתח בד מרוכב רב-תכליתי שיכול לחסל איומים ביולוגיים (כגון נגיף הקורונה החדש שגורם ל-COVID-19) ואיומים כימיים (כגון אלה המשמשים בלוחמה כימית).
לאחר שהבד מאוים, ניתן להחזיר את החומר למצבו המקורי באמצעות טיפול הלבנה פשוט.
"חומר דו-תפקודי שיכול להשבית בו זמנית רעלים כימיים וביולוגיים הוא קריטי משום שהמורכבות של שילוב חומרים מרובים להשלמת עבודה זו היא גבוהה מאוד", אמר עומר פרחה מאוניברסיטת נורת'ווסטרן, מומחה למסגרת מתכת-אורגנית או MOF, זהו הבסיס לטכנולוגיה.
פרחה הוא פרופסור לכימיה בבית הספר לאמנויות ומדעים ע"ש ויינברג והמחבר המשותף של המחקר. הוא חבר במכון הבינלאומי לננוטכנולוגיה באוניברסיטת נורת'ווסטרן.
חומרים מרוכבים של MOF/סיבים מבוססים על מחקר קודם שבו צוותו של פרחה יצר ננו-חומר שיכול להשבית חומרי עצבים רעילים. באמצעות כמה פעולות קטנות, חוקרים יכולים גם להוסיף חומרים אנטי-ויראליים ואנטיבקטריאליים לחומר.
פאהא אמר ש-MOF הוא "ספוג אמבטיה מדויק". חומרים בגודל ננומטרי מעוצבים עם חורים רבים, שיכולים ללכוד גז, אדים וחומרים אחרים כמו שספוג לוכד מים. בבד המרוכב החדש, חלל ה-MOF מכיל זרז שיכול להשבית כימיקלים רעילים, וירוסים וחיידקים. ניתן לצפות בקלות ננו-חומרים נקבוביים על סיבי טקסטיל.
חוקרים מצאו כי חומרים מרוכבים מסוג MOF/סיבים הראו פעילות מהירה כנגד SARS-CoV-2, כמו גם חיידקים גראם-שליליים (E. coli) וחיידקים גראם-חיוביים (Staphylococcus aureus). בנוסף, חומרים מרוכבים מסוג MOF/סיבים עמוסים בכלור פעיל יכולים לפרק במהירות גז חרדל ואת האנלוגים הכימיים שלו (2-כלורואתיל אתיל סולפיד, CEES). הננו-נקבוביות של חומר ה-MOF המצופה על הטקסטיל רחבות מספיק כדי לאפשר לזיעה ולמים להיפלט.
פרה הוסיף כי חומר מרוכב זה ניתן להרחבה משום שהוא דורש רק ציוד בסיסי לעיבוד טקסטיל המשמש כיום בתעשייה. כאשר משתמשים בו בשילוב עם מסכה, החומר אמור להיות מסוגל לבצע בו זמנית: להגן על חובש המסכה מפני וירוסים בסביבתו, ולהגן על אנשים הבאים במגע עם האדם הנגוע חובש המסכה.
חוקרים יכולים גם להבין את האתרים הפעילים של חומרים ברמה האטומית. זה מאפשר להם ולאחרים לגזור יחסי מבנה-ביצועים כדי ליצור חומרים מרוכבים אחרים מבוססי MOF.
קיבוע כלור פעיל מתחדש בחומרים מרוכבים טקסטיל מבוססי זירקוניום MOF כדי לחסל איומים ביולוגיים וכימיים. כתב העת של האגודה האמריקאית לכימיה, 30 בספטמבר 2021.
סוג ארגון סוג ארגון מגזר פרטי/תעשייה אקדמי ממשל פדרלי ממשל מדינה/מקומי צבא מלכ"ר תקשורת/יחסי ציבור אחר