ახალი, მრავალჯერადი გამოყენების ქსოვილები ბიოლოგიურ და ქიმიურ საფრთხეებს აღმოფხვრის

პროგრამირებადი კრისტალური სპონგურის ქსოვილის კომპოზიტური მასალა, რომელიც გამოიყენება ბიოლოგიური და ქიმიური საფრთხეების აღმოსაფხვრელად. სურათის წყარო: ჩრდილო-დასავლეთის უნივერსიტეტი
აქ შექმნილი მრავალფუნქციური MOF-ზე დაფუძნებული ბოჭკოვანი კომპოზიტური მასალა შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც დამცავი ქსოვილი ბიოლოგიური და ქიმიური საფრთხეებისგან.
მრავალფუნქციური და განახლებადი N-ქლორზე დაფუძნებული ინსექტიციდური და დეტოქსიკაციის ქსოვილები იყენებს ძლიერ ცირკონიუმის მეტალის ორგანულ ჩარჩოს (MOF)
ბოჭკოვანი კომპოზიტური მასალა ავლენს სწრაფ ბიოციდურ აქტივობას როგორც გრამუარყოფითი ბაქტერიების (E. coli), ასევე გრამდადებითი ბაქტერიების (Staphylococcus aureus) წინააღმდეგ და თითოეული შტამის შემცირება შესაძლებელია 7 ლოგარითმამდე 5 წუთში.
აქტიური ქლორით დატვირთულ MOF/ბოჭკოვან კომპოზიტებს შეუძლიათ შერჩევითად და სწრაფად დაშალონ გოგირდის მდოგვი და მისი ქიმიური ანალოგი 2-ქლოროეთილ ეთილ სულფიდი (CEES) ნახევარდაშლის პერიოდით 3 წუთზე ნაკლები.
ნორთვესტერნის უნივერსიტეტის კვლევითმა ჯგუფმა შეიმუშავა მრავალფუნქციური კომპოზიტური ქსოვილი, რომელსაც შეუძლია აღმოფხვრას ბიოლოგიური საფრთხეები (მაგალითად, COVID-19-ის გამომწვევი ახალი კორონავირუსი) და ქიმიური საფრთხეები (მაგალითად, ქიმიურ ომში გამოყენებული).
ქსოვილის დაზიანების შემდეგ, მისი პირვანდელ მდგომარეობაში აღდგენა მარტივი გათეთრების საშუალებით არის შესაძლებელი.
„ორმაგი ფუნქციონირების მქონე მასალის ქონა, რომელსაც შეუძლია ერთდროულად ქიმიური და ბიოლოგიური ტოქსიკანტების ინაქტივაცია, კრიტიკულად მნიშვნელოვანია, რადგან ამ სამუშაოს შესასრულებლად მრავალი მასალის ინტეგრირების სირთულე ძალიან მაღალია“, - თქვა ნორთვესტერნის უნივერსიტეტის წარმომადგენელმა ომარ ფარჰამ, რომელიც მეტალ-ორგანული ჩარჩოს ან MOF-ის ექსპერტია, ეს კი ტექნოლოგიის საფუძველია.
ფარჰა ვაინბერგის ხელოვნებისა და მეცნიერების სკოლის ქიმიის პროფესორი და კვლევის თანაავტორი-კორესპონდენტია. ის ჩრდილო-დასავლეთის უნივერსიტეტის ნანოტექნოლოგიის საერთაშორისო ინსტიტუტის წევრია.
MOF/ბოჭკოვანი კომპოზიტები ეფუძნება ადრეულ კვლევას, რომლის დროსაც ფარჰას გუნდმა შექმნა ნანომასალა, რომელსაც შეუძლია ტოქსიკური ნერვული აგენტების ინაქტივაცია. რამდენიმე მცირე ოპერაციის საშუალებით, მკვლევარებს ასევე შეუძლიათ მასალაში ანტივირუსული და ანტიბაქტერიული აგენტების დამატება.
ფაჰამ თქვა, რომ MOF არის „ზუსტი აბაზანის ღრუბელი“. ნანოზომის მასალები შექმნილია მრავალი ნახვრეტით, რომლებსაც შეუძლიათ აირის, ორთქლის და სხვა ნივთიერებების დაჭერა, ისევე როგორც ღრუბელი იჭერს წყალს. ახალ კომპოზიტურ ქსოვილში MOF-ის ღრუს აქვს კატალიზატორი, რომელსაც შეუძლია ტოქსიკური ქიმიკატების, ვირუსების და ბაქტერიების ინაქტივაცია. ფოროვანი ნანომასალები ადვილად შეიძლება დაიფაროს ტექსტილის ბოჭკოებზე.
მკვლევრებმა აღმოაჩინეს, რომ MOF/ბოჭკოვანი კომპოზიტები სწრაფ აქტივობას ავლენენ SARS-CoV-2-ის, ასევე გრამუარყოფითი ბაქტერიების (E. coli) და გრამდადებითი ბაქტერიების (Staphylococcus aureus) წინააღმდეგ. გარდა ამისა, აქტიური ქლორით დატვირთულ MOF/ბოჭკოვან კომპოზიტებს შეუძლიათ სწრაფად დაშალონ მდოგვის გაზი და მისი ქიმიური ანალოგები (2-ქლოროეთილ ეთილ სულფიდი, CEES). ტექსტილზე დაფარული MOF მასალის ნანოფორები საკმარისად ფართოა, რათა ოფლი და წყალი გამოვიდეს.
ფარჰამ დასძინა, რომ ეს კომპოზიტური მასალა მასშტაბირებადია, რადგან მას მხოლოდ ინდუსტრიაში ამჟამად გამოყენებული ტექსტილის დამუშავების ძირითადი აღჭურვილობა სჭირდება. ნიღაბთან ერთად გამოყენებისას, მასალას ერთდროულად უნდა შეეძლოს: დაიცვას ნიღბის მატარებელი მის მახლობლად არსებული ვირუსებისგან და დაიცვას ის პირები, რომლებიც კონტაქტში შედიან ნიღბის მატარებელ ინფიცირებულ პირთან.
მკვლევრებს ასევე შეუძლიათ მასალების აქტიური ცენტრების გაგება ატომურ დონეზე. ეს მათ და სხვებს საშუალებას აძლევს, გამოავლინონ სტრუქტურა-მახასიათებლების ურთიერთობები სხვა MOF-ზე დაფუძნებული კომპოზიტური მასალების შესაქმნელად.
ცირკონიუმის ბაზაზე დაფუძნებულ MOF ტექსტილის კომპოზიტებში განახლებადი აქტიური ქლორის იმობილიზაცია ბიოლოგიური და ქიმიური საფრთხეების აღმოსაფხვრელად. ამერიკის ქიმიური საზოგადოების ჟურნალი, 2021 წლის 30 სექტემბერი.
ორგანიზაციის ტიპი ორგანიზაციის ტიპი კერძო სექტორი/ინდუსტრია აკადემიური ფედერალური მთავრობა სახელმწიფო/ადგილობრივი მთავრობა სამხედრო არაკომერციული მედია/საზოგადოებასთან ურთიერთობა სხვა