Programowalny kompozyt gąbczasty z krystaliczną tkaniną, stosowany do eliminacji zagrożeń biologicznych i chemicznych. Źródło zdjęcia: Northwestern University
Zaprojektowany tutaj wielofunkcyjny materiał kompozytowy na bazie włókien MOF może być stosowany jako materiał ochronny przed zagrożeniami biologicznymi i chemicznymi.
Wielofunkcyjne i odnawialne tekstylia owadobójcze i detoksykujące na bazie N-chloro wykorzystują wytrzymałą metaloorganiczną ramę cyrkonową (MOF)
Materiał kompozytowy z włókien wykazuje szybką aktywność biobójczą zarówno wobec bakterii Gram-ujemnych (E. coli), jak i Gram-dodatnich (Staphylococcus aureus), a każdy szczep można zredukować nawet o 7 logarytmów w ciągu 5 minut
Kompozyty MOF/włókna nasycone aktywnym chlorem mogą selektywnie i szybko rozkładać iperyt siarkowy i jego chemiczny analog 2-chloroetyloetylosiarczek (CEES) z okresem półtrwania krótszym niż 3 minuty
Zespół badawczy z Northwestern University opracował wielofunkcyjny materiał kompozytowy, który może eliminować zagrożenia biologiczne (takie jak nowy koronawirus powodujący COVID-19) i chemiczne (takie jak te wykorzystywane w wojnie chemicznej).
Po uszkodzeniu tkaniny, można przywrócić jej pierwotny stan poprzez prosty zabieg wybielania.
„Posiadanie materiału o podwójnej funkcji, który może jednocześnie dezaktywować toksyny chemiczne i biologiczne, jest kluczowe, ponieważ łączenie wielu materiałów w celu ukończenia tego zadania jest bardzo skomplikowane” – powiedział Omar Farha z Northwestern University, ekspert w dziedzinie metaloorganicznych struktur szkieletowych, czyli MOF. To jest fundament tej technologii.
Farha jest profesorem chemii w Weinberg School of Arts and Sciences oraz współautorem korespondencyjnym badania. Jest członkiem Międzynarodowego Instytutu Nanotechnologii na Uniwersytecie Northwestern.
Kompozyty MOF/włókna bazują na wcześniejszych badaniach, w ramach których zespół Farhy stworzył nanomateriał, który może dezaktywować toksyczne środki paralityczno-drgawkowe. Poprzez drobne operacje naukowcy mogą również dodawać do materiału środki przeciwwirusowe i przeciwbakteryjne.
Faha powiedział, że MOF to „precyzyjna gąbka do kąpieli”. Materiały nanorozmiarowe są projektowane z wieloma otworami, które mogą zatrzymywać gazy, pary i inne substancje, tak jak gąbka zatrzymuje wodę. W nowym materiale kompozytowym, wnęka MOF zawiera katalizator, który może dezaktywować toksyczne substancje chemiczne, wirusy i bakterie. Porowate nanomateriały można łatwo nakładać na włókna tekstylne.
Naukowcy odkryli, że kompozyty MOF/włókna wykazują szybką aktywność przeciwko SARS-CoV-2, a także bakteriom Gram-ujemnym (E. coli) i Gram-dodatnim (Staphylococcus aureus). Ponadto kompozyty MOF/włókna z dodatkiem aktywnego chloru mogą szybko degradować gaz musztardowy i jego analogi chemiczne (siarczek 2-chloroetylu, CEES). Nanopory materiału MOF powlekającego tkaninę są na tyle szerokie, że umożliwiają odprowadzanie potu i wody.
Farha dodał, że ten materiał kompozytowy jest skalowalny, ponieważ wymaga jedynie podstawowego sprzętu do obróbki tekstyliów, obecnie używanego w przemyśle. W połączeniu z maską, materiał powinien jednocześnie: chronić osobę noszącą maskę przed wirusami w jej otoczeniu oraz chronić osoby mające kontakt z zakażoną osobą noszącą maskę.
Naukowcy mogą również zrozumieć centra aktywne materiałów na poziomie atomowym. Pozwala im to, podobnie jak innym, na wyprowadzenie zależności struktura-wydajność, aby tworzyć inne materiały kompozytowe na bazie MOF.
Immobilizacja odnawialnego aktywnego chloru w kompozytach tekstylnych MOF na bazie cyrkonu w celu wyeliminowania zagrożeń biologicznych i chemicznych. Journal of the American Chemical Society, 30 września 2021 r.
Typ organizacji Typ organizacji Sektor prywatny/przemysł Akademicki Rząd federalny Rząd stanowy/lokalny Wojskowy Organizacja non-profit Media/public relations Inne
Czas publikacji: 23 października 2021 r.