Programmeerbaar composietmateriaal van kristallijne sponsstof dat wordt gebruikt om biologische en chemische bedreigingen te elimineren.Bron afbeelding: Northwestern University
Het hier ontworpen multifunctionele, op MOF gebaseerde vezelcomposietmateriaal kan worden gebruikt als beschermend doek tegen biologische en chemische bedreigingen.
Multifunctioneel en hernieuwbaar insectendodend en ontgiftend textiel op N-chloorbasis maakt gebruik van een sterk zirkoniummetaal organisch frame (MOF)
Het vezelcomposietmateriaal vertoont een snelle biocide activiteit tegen zowel Gram-negatieve bacteriën (E. coli) als Gram-positieve bacteriën (Staphylococcus aureus), en elke stam kan binnen 5 minuten met maximaal 7 logaritmes worden verminderd
MOF/vezelcomposieten geladen met actief chloor kunnen zwavelmosterd en zijn chemische analoog 2-chloorethylethylsulfide (CEES) selectief en snel afbreken met een halfwaardetijd van minder dan 3 minuten
Een onderzoeksteam van de Northwestern University heeft een multifunctioneel composietweefsel ontwikkeld dat biologische bedreigingen (zoals het nieuwe coronavirus dat COVID-19 veroorzaakt) en chemische bedreigingen (zoals die worden gebruikt bij chemische oorlogsvoering) kan elimineren.
Nadat de stof is bedreigd, kan het materiaal door een eenvoudige bleekbehandeling in de oorspronkelijke staat worden hersteld.
“Het hebben van een dubbelfunctioneel materiaal dat tegelijkertijd chemische en biologische toxische stoffen kan inactiveren is van cruciaal belang omdat de complexiteit van het integreren van meerdere materialen om dit werk te voltooien zeer hoog is”, zegt Omar Farha van de Northwestern University, een metaal-organisch raamwerk of MOF-experts. Dit is de basis van technologie.
Farha is hoogleraar scheikunde aan de Weinberg School of Arts and Sciences en de co-corresponderende auteur van het onderzoek.Hij is lid van het International Institute of Nanotechnology van de Northwestern University.
MOF/vezelcomposieten zijn gebaseerd op eerder onderzoek waarin Farha's team een nanomateriaal creëerde dat giftige zenuwgassen kan inactiveren.Via enkele kleine ingrepen kunnen onderzoekers ook antivirale en antibacteriële middelen aan het materiaal toevoegen.
Faha zei dat MOF een ‘precieze badspons’ is.Materialen van nanoformaat zijn ontworpen met veel gaten, die gas, damp en andere stoffen kunnen vasthouden, zoals een spons water vasthoudt.In het nieuwe composietweefsel heeft de holte van de MOF een katalysator die giftige chemicaliën, virussen en bacteriën kan inactiveren.Poreuze nanomaterialen kunnen eenvoudig op textielvezels worden aangebracht.
Onderzoekers ontdekten dat MOF/vezelcomposieten snelle activiteit vertoonden tegen SARS-CoV-2, evenals tegen Gram-negatieve bacteriën (E. coli) en Gram-positieve bacteriën (Staphylococcus aureus).Bovendien kunnen MOF/vezelcomposieten geladen met actief chloor mosterdgas en zijn chemische analogen (2-chloorethylethylsulfide, CEES) snel afbreken.De nanoporiën van het MOF-materiaal dat op het textiel is gecoat, zijn breed genoeg om zweet en water te laten ontsnappen.
Farha voegde eraan toe dat dit composietmateriaal schaalbaar is omdat het alleen de basisapparatuur voor textielverwerking vereist die momenteel in de industrie wordt gebruikt.Bij gebruik in combinatie met een masker moet het materiaal tegelijkertijd kunnen presteren: om de maskerdrager te beschermen tegen virussen in zijn omgeving, en om personen te beschermen die in contact komen met de geïnfecteerde persoon die het masker draagt.
Onderzoekers kunnen ook de actieve plaatsen van materialen op atomair niveau begrijpen.Hierdoor kunnen zij en anderen structuur-prestatierelaties afleiden om andere op MOF gebaseerde composietmaterialen te creëren.
Immobiliseer hernieuwbaar actief chloor in op zirkonium gebaseerde MOF-textielcomposieten om biologische en chemische bedreigingen te elimineren.Publicatieblad van de American Chemical Society, 30 september 2021.
Type organisatie Type organisatie Particuliere sector/industrie Academisch Federale overheid Staats-/lokale overheid Militair Non-profit Media/Public Relations Anders
Posttijd: 23 oktober 2021