जैविक आणि रासायनिक धोके दूर करण्यासाठी वापरले जाणारे प्रोग्राम करण्यायोग्य स्फटिकमय स्पंज फॅब्रिक संमिश्र साहित्य. छायाचित्र स्रोत: नॉर्थवेस्टर्न युनिव्हर्सिटी
येथे डिझाइन केलेले बहुकार्यक्षम एमओएफ-आधारित फायबर कंपोझिट मटेरियल जैविक आणि रासायनिक धोक्यांपासून संरक्षणासाठी संरक्षक कापड म्हणून वापरले जाऊ शकते.
बहुकार्यक्षम आणि नूतनीकरणक्षम एन-क्लोरो-आधारित कीटकनाशक आणि विषनाशक कापडात मजबूत झिरकोनियम मेटल ऑर्गेनिक फ्रेम (MOF) वापरली जाते.
फायबर कंपोझिट मटेरियल ग्रॅम-निगेटिव्ह बॅक्टेरिया (ई. कोलाय) आणि ग्रॅम-पॉझिटिव्ह बॅक्टेरिया (स्टॅफिलोकोकस ऑरियस) या दोन्हींच्या विरोधात जलद जीवाणूनाशक क्रिया दर्शवते, आणि प्रत्येक स्ट्रेन ५ मिनिटांच्या आत ७ लॉगरिदमपर्यंत कमी केला जाऊ शकतो.
सक्रिय क्लोरीनने युक्त MOF/फायबर कंपोझिट्स, सल्फर मस्टर्ड आणि त्याचा रासायनिक समरूप २-क्लोरोइथिल इथिल सल्फाइड (CEES) यांचे ३ मिनिटांपेक्षा कमी अर्धायुष्यासह निवडकपणे आणि वेगाने विघटन करू शकतात.
नॉर्थवेस्टर्न युनिव्हर्सिटीच्या एका संशोधक संघाने एक बहुकार्यक्षम संमिश्र कापड विकसित केले आहे, जे जैविक धोके (जसे की कोविड-१९ ला कारणीभूत ठरणारा नवीन कोरोना विषाणू) आणि रासायनिक धोके (जसे की रासायनिक युद्धात वापरले जाणारे पदार्थ) नाहीसे करू शकते.
कापड खराब झाल्यानंतर, एका साध्या ब्लीचिंग प्रक्रियेद्वारे ते पुन्हा मूळ स्थितीत आणता येते.
"एकाच वेळी रासायनिक आणि जैविक विषारी पदार्थांना निष्क्रिय करू शकणारी दुहेरी-कार्यक्षम सामग्री असणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे, कारण हे काम पूर्ण करण्यासाठी अनेक सामग्री एकत्रित करण्याची गुंतागुंत खूप जास्त आहे," असे नॉर्थवेस्टर्न युनिव्हर्सिटीचे ओमर फरहा म्हणाले, जे मेटल-ऑरगॅनिक फ्रेमवर्क किंवा एमओएफ (MOF) तज्ज्ञ आहेत आणि हाच तंत्रज्ञानाचा पाया आहे.
फरहा हे वेनबर्ग स्कूल ऑफ आर्ट्स अँड सायन्सेसमध्ये रसायनशास्त्राचे प्राध्यापक आणि या अभ्यासाचे सह-संबंधित लेखक आहेत. ते नॉर्थवेस्टर्न युनिव्हर्सिटीमधील इंटरनॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ नॅनोटेक्नॉलॉजीचे सदस्य आहेत.
एमओएफ/फायबर कंपोझिट्स हे पूर्वीच्या संशोधनावर आधारित आहेत, ज्यामध्ये फरहाच्या टीमने एक नॅनोमटेरियल तयार केले होते जे विषारी नर्व्ह एजंट्सना निष्क्रिय करू शकते. काही लहान प्रक्रियांद्वारे, संशोधक या मटेरियलमध्ये अँटीव्हायरल आणि अँटीबॅक्टेरियल घटक देखील समाविष्ट करू शकतात.
फाहा म्हणाले की एमओएफ (MOF) हा एक "अचूक आंघोळीचा स्पंज" आहे. नॅनो-आकाराच्या पदार्थांमध्ये अनेक छिद्रे तयार केलेली असतात, जी स्पंज ज्याप्रमाणे पाणी अडकवतो, त्याप्रमाणे वायू, वाफ आणि इतर पदार्थ अडकवू शकतात. या नवीन संमिश्र कापडामध्ये, एमओएफच्या पोकळीत एक उत्प्रेरक असतो जो विषारी रसायने, विषाणू आणि जीवाणूंना निष्क्रिय करू शकतो. सच्छिद्र नॅनोपदार्थ कापडाच्या तंतूंवर सहजपणे लेपित केले जाऊ शकतात.
संशोधकांना असे आढळून आले की, एमओएफ/फायबर कंपोझिट्सनी सार्स-सीओव्ही-२, तसेच ग्रॅम-निगेटिव्ह बॅक्टेरिया (ई. कोलाय) आणि ग्रॅम-पॉझिटिव्ह बॅक्टेरिया (स्टॅफिलोकोकस ऑरियस) यांच्याविरुद्ध जलद क्रियाशीलता दर्शवली. याव्यतिरिक्त, सक्रिय क्लोरीनने युक्त असलेले एमओएफ/फायबर कंपोझिट्स मस्टर्ड गॅस आणि त्याच्या रासायनिक समधर्मींचे (२-क्लोरोइथिल इथिल सल्फाइड, सीईईएस) वेगाने विघटन करू शकतात. कापडावर लेपित केलेल्या एमओएफ पदार्थाची नॅनोछिद्रे घाम आणि पाण्याला बाहेर पडू देण्याइतकी रुंद असतात.
फरहा यांनी पुढे सांगितले की, या संयुक्त सामग्रीचे उत्पादन मोठ्या प्रमाणावर करता येते, कारण त्यासाठी सध्या उद्योगात वापरल्या जाणाऱ्या केवळ मूलभूत वस्त्र प्रक्रिया उपकरणांची आवश्यकता असते. मास्कसोबत वापरल्यास, ही सामग्री एकाच वेळी दोन कार्ये करू शकली पाहिजे: मास्क घालणाऱ्या व्यक्तीचे त्याच्या सभोवतालच्या विषाणूंपासून संरक्षण करणे, आणि मास्क घातलेल्या संक्रमित व्यक्तीच्या संपर्कात येणाऱ्या व्यक्तींचेही संरक्षण करणे.
संशोधक अणू पातळीवर पदार्थांच्या सक्रिय जागा देखील समजू शकतात. यामुळे त्यांना आणि इतरांना इतर एमओएफ-आधारित संमिश्र पदार्थ तयार करण्यासाठी संरचना-कार्यप्रदर्शन संबंध प्रस्थापित करता येतात.
जैविक आणि रासायनिक धोके दूर करण्यासाठी झिरकोनियम-आधारित एमओएफ टेक्सटाईल कंपोझिटमध्ये नूतनीकरणक्षम सक्रिय क्लोरीन स्थिर करणे. जर्नल ऑफ द अमेरिकन केमिकल सोसायटी, ३० सप्टेंबर, २०२१.
संस्थेचा प्रकार संस्थेचा प्रकार खाजगी क्षेत्र/उद्योग शैक्षणिक केंद्र सरकार राज्य/स्थानिक सरकार लष्कर गैर-लाभकारी माध्यम/जनसंपर्क इतर
पोस्ट करण्याची वेळ: २३ ऑक्टोबर २०२१