Material composto de tecido esponjoso cristalino programável usado para eliminar ameaças biológicas e químicas. Fonte da imagem: Universidade Northwestern
O material composto de fibra multifuncional baseado em MOF projetado aqui pode ser usado como um tecido protetor contra ameaças biológicas e químicas.
Têxteis inseticidas e desintoxicantes multifuncionais e renováveis à base de N-cloro utilizam uma estrutura orgânica metálica de zircônio (MOF) forte
O material composto de fibra mostra rápida atividade biocida contra bactérias Gram-negativas (E. coli) e Gram-positivas (Staphylococcus aureus), e cada cepa pode ser reduzida em até 7 logaritmos em 5 minutos
Os compósitos MOF/fibra carregados com cloro ativo podem degradar seletivamente e rapidamente a mostarda de enxofre e seu análogo químico sulfeto de 2-cloroetil etila (CEES) com uma meia-vida de menos de 3 minutos
Uma equipe de pesquisa da Universidade Northwestern desenvolveu um tecido composto multifuncional que pode eliminar ameaças biológicas (como o novo coronavírus que causa a COVID-19) e ameaças químicas (como aquelas usadas em guerra química).
Depois que o tecido é ameaçado, o material pode ser restaurado ao seu estado original por meio de um simples tratamento de branqueamento.
“Ter um material de dupla função que possa inativar simultaneamente tóxicos químicos e biológicos é essencial porque a complexidade de integrar vários materiais para concluir esse trabalho é muito alta”, disse Omar Farha, da Universidade Northwestern, especialista em estruturas metal-orgânicas ou MOF, que é a base da 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 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 disse que a MOF é uma "esponja de banho de precisão". Materiais nanométricos são projetados com muitos furos, que podem reter gases, vapores e outras substâncias, assim como uma esponja retém água. No novo tecido composto, a cavidade da MOF possui um catalisador que pode inativar produtos químicos tóxicos, 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 largos o suficiente para permitir a saída de suor e água.
Farha acrescentou que este material compósito é escalável porque requer apenas equipamentos básicos de processamento têxtil atualmente utilizados na indústria. Quando usado em conjunto com uma máscara, o material deve ser capaz de, ao mesmo tempo, proteger o usuário da máscara contra vírus em sua vizinhança e proteger indivíduos que entrem em contato com a pessoa infectada que usa 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 baseados em MOF.
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.
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Horário da postagem: 23 de outubro de 2021