Material compósito programável de tecido esponjoso cristalino usado para eliminar ameaças biológicas e químicas. Fonte da imagem: Universidade Northwestern
O material compósito de fibra multifuncional à base de MOF desenvolvido neste trabalho pode ser utilizado como tecido protetor contra ameaças biológicas e químicas.
Tecidos multifuncionais e renováveis à base de N-cloro, com propriedades inseticidas e desintoxicantes, utilizam uma estrutura metalorgânica (MOF) de zircônio de alta resistência.
O material compósito de fibra demonstra rápida atividade biocida contra bactérias Gram-negativas (E. coli) e Gram-positivas (Staphylococcus aureus), podendo reduzir a população de cada cepa em até 7 logaritmos em 5 minutos.
Compósitos de MOF/fibra carregados com cloro ativo podem degradar seletiva e rapidamente o gás mostarda e seu análogo químico sulfeto de 2-cloroetil etila (CEES), com uma meia-vida inferior a 3 minutos.
Uma equipe de pesquisa da Universidade Northwestern desenvolveu um tecido composto multifuncional capaz de eliminar ameaças biológicas (como o novo coronavírus causador da COVID-19) e ameaças químicas (como as utilizadas em guerras químicas).
Após o tecido ser danificado, o material pode ser restaurado ao seu estado original através de um simples tratamento de branqueamento.
“Ter um material com dupla função que possa inativar simultaneamente substâncias tóxicas químicas e biológicas é crucial, pois a complexidade de integrar múltiplos materiais para realizar esse trabalho é muito alta”, disse Omar Farha, da Universidade Northwestern, especialista em estruturas metalorgânicas (MOFs), que são a base dessa tecnologia.
Farha é professor de química na Escola de Artes e Ciências Weinberg e coautor correspondente do estudo. Ele é membro do Instituto Internacional de Nanotecnologia da Universidade Northwestern.
Os compósitos de MOF/fibra são baseados em pesquisas anteriores nas quais a equipe de Farha criou um nanomaterial capaz de inativar agentes nervosos tóxicos. Por meio de pequenas operações, os pesquisadores também podem adicionar agentes antivirais e antibacterianos ao material.
Faha afirmou que o MOF é uma “esponja de banho de precisão”. Materiais em nanoescala são projetados com muitos poros, que podem reter gases, vapores e outras substâncias, assim como uma esponja retém água. No novo tecido compósito, a cavidade do MOF contém um catalisador capaz de inativar substâncias químicas tóxicas, vírus e bactérias. Nanomateriais porosos podem ser facilmente revestidos em fibras têxteis.
Pesquisadores descobriram que os compósitos de MOF/fibra apresentaram rápida atividade contra o SARS-CoV-2, bem como contra bactérias Gram-negativas (E. coli) e Gram-positivas (Staphylococcus aureus). Além disso, os compósitos de MOF/fibra carregados com cloro ativo podem degradar rapidamente o gás mostarda e seus análogos químicos (sulfeto de 2-cloroetil etila, CEES). Os nanoporos do material MOF revestido no tecido são suficientemente amplos para permitir a evaporação do suor e da água.
Farha acrescentou que esse material compósito é escalável, pois requer apenas equipamentos básicos de processamento têxtil já utilizados na indústria. Quando usado em conjunto com uma máscara, o material deve ser capaz de desempenhar simultaneamente a função de proteger o usuário da máscara contra vírus em sua proximidade e também de proteger as pessoas que entrarem em contato com a pessoa infectada que estiver usando a máscara.
Os pesquisadores também podem compreender os sítios ativos dos materiais em nível atômico. Isso permite que eles e outros derivem relações estrutura-desempenho para criar outros materiais compósitos à base de MOFs.
Imobilização de cloro ativo renovável em compósitos têxteis MOF à base de zircônio para eliminar ameaças biológicas e químicas. Journal of the American Chemical Society, 30 de setembro de 2021.
Tipo de organização: Setor privado/Indústria, Acadêmica, Governo federal, Governo estadual/local, Militar, Sem fins lucrativos, Mídia/Relações públicas, Outro
Data da publicação: 23/10/2021