Programmējams kristālisks sūkļa auduma kompozītmateriāls, ko izmanto bioloģisko un ķīmisko draudu novēršanai. Attēla avots: Ziemeļrietumu Universitāte
Šeit izstrādātais daudzfunkcionālais MOF bāzes šķiedru kompozītmateriāls var tikt izmantots kā aizsargdrāna pret bioloģiskiem un ķīmiskiem draudiem.
Daudzfunkcionāli un atjaunojami N-hlora bāzes insekticīdi un detoksikācijas tekstilizstrādājumi izmanto izturīgu cirkonija metāla organisko rāmi (MOF).
Šķiedru kompozītmateriāls uzrāda ātru biocīdu aktivitāti gan pret gramnegatīvām baktērijām (E. coli), gan grampozitīvām baktērijām (Staphylococcus aureus), un katru celmu 5 minūšu laikā var samazināt līdz pat 7 logaritmiem.
Ar aktīvo hloru piesātināti MOF/šķiedru kompozītmateriāli var selektīvi un ātri noārdīt sēra sinepes un to ķīmisko analogu 2-hloretiletilsulfīdu (CEES) ar pussabrukšanas periodu, kas ir mazāks par 3 minūtēm.
Ziemeļrietumu universitātes pētnieku komanda ir izstrādājusi daudzfunkcionālu kompozītmateriālu audumu, kas var novērst bioloģiskos draudus (piemēram, jauno koronavīrusu, kas izraisa COVID-19) un ķīmiskos draudus (piemēram, tos, ko izmanto ķīmiskajā karadarbībā).
Pēc tam, kad audums ir apdraudēts, materiālu var atjaunot sākotnējā stāvoklī, izmantojot vienkāršu balināšanas procedūru.
“Divfunkcionāla materiāla, kas vienlaikus var inaktivēt ķīmiskās un bioloģiskās toksiskās vielas, esamība ir kritiski svarīga, jo vairāku materiālu integrēšana šī darba veikšanai ir ļoti sarežģīta,” sacīja Omars Farha no Ziemeļrietumu universitātes, kurš ir metālorganisko karkasu jeb MOF eksperts, jo šī ir tehnoloģijas pamats.
Farha ir ķīmijas profesors Veinbergas Mākslas un zinātņu skolā un pētījuma līdzautors. Viņš ir Starptautiskā nanotehnoloģiju institūta loceklis Ziemeļrietumu universitātē.
MOF/šķiedru kompozītmateriāli ir balstīti uz agrākiem pētījumiem, kuros Farhas komanda izveidoja nanomateriālu, kas var inaktivēt toksiskas nervu paralizējošas vielas. Ar nelielu operāciju palīdzību pētnieki var materiālam pievienot arī pretvīrusu un antibakteriālus līdzekļus.
Faha teica, ka MOF ir “precīzs vannas sūklis”. Nanoizmēra materiāli ir veidoti ar daudziem caurumiem, kas var uztvert gāzes, tvaikus un citas vielas, tāpat kā sūklis uztver ūdeni. Jaunajā kompozītmateriālā MOF dobumā ir katalizators, kas var inaktivēt toksiskas ķīmiskas vielas, vīrusus un baktērijas. Porainus nanomateriālus var viegli pārklāt uz tekstilšķiedrām.
Pētnieki atklāja, ka MOF/šķiedru kompozītmateriāli uzrādīja ātru aktivitāti pret SARS-CoV-2, kā arī pret gramnegatīvām baktērijām (E. coli) un grampozitīvām baktērijām (Staphylococcus aureus). Turklāt ar aktīvo hloru piesātināti MOF/šķiedru kompozītmateriāli var ātri noārdīt sinepju gāzi un tās ķīmiskos analogus (2-hloretiletilsulfīdu, CEES). Uz tekstilizstrādājumiem uzklātā MOF materiāla nanoporas ir pietiekami platas, lai sviedri un ūdens varētu izplūst.
Farha piebilda, ka šis kompozītmateriāls ir mērogojams, jo tam nepieciešams tikai pamata tekstilizstrādājumu apstrādes aprīkojums, ko pašlaik izmanto rūpniecībā. Lietojot kopā ar masku, materiālam vajadzētu būt spējīgam vienlaikus darboties: aizsargāt maskas valkātāju no vīrusiem viņa tuvumā un aizsargāt personas, kas nonāk saskarē ar inficēto personu, kura valkā masku.
Pētnieki var arī izprast materiālu aktīvos centrus atomu līmenī. Tas ļauj viņiem un citiem iegūt struktūras un veiktspējas attiecības, lai radītu citus uz MOF balstītus kompozītmateriālus.
Imobilizēt atjaunojamo aktīvo hloru cirkonija bāzes MOF tekstila kompozītmateriālos, lai novērstu bioloģiskos un ķīmiskos draudus. Amerikas Ķīmijas biedrības žurnāls, 2021. gada 30. septembris.
Organizācijas veids Organizācijas veids Privātais sektors/rūpniecība Akadēmiskā Federālā valdība Valsts/vietējā valdība Militārā Bezpeļņas organizācija Mediji/sabiedriskās attiecības Cits
Publicēšanas laiks: 2021. gada 23. oktobris