Material compozit programabil din țesătură de burete cristalin utilizat pentru eliminarea amenințărilor biologice și chimice. Sursa imaginii: Universitatea Northwestern
Materialul compozit multifuncțional din fibre pe bază de MOF conceput aici poate fi utilizat ca material de protecție împotriva amenințărilor biologice și chimice.
Textile insecticide și detoxifiante multifuncționale și regenerabile pe bază de N-cloro utilizează o structură puternică din zirconiu metal-organic (MOF)
Materialul compozit din fibre prezintă o activitate biocidă rapidă atât împotriva bacteriilor Gram-negative (E. coli), cât și împotriva bacteriilor Gram-pozitive (Staphylococcus aureus), iar fiecare tulpină poate fi redusă cu până la 7 logaritmi în 5 minute.
Compozitele MOF/fibră încărcate cu clor activ pot degrada selectiv și rapid iperita de sulf și analogul său chimic, sulfura de 2-cloroetil etil (CEES), cu un timp de înjumătățire mai mic de 3 minute.
O echipă de cercetare de la Universitatea Northwestern a dezvoltat o țesătură compozită multifuncțională care poate elimina amenințările biologice (cum ar fi noul coronavirus care provoacă COVID-19) și amenințările chimice (cum ar fi cele utilizate în războiul chimic).
După ce materialul este deteriorat, acesta poate fi readus la starea sa inițială printr-un simplu tratament de albire.
„A avea un material cu funcționalitate duală, care poate inactiva simultan substanțele toxice chimice și biologice, este esențial, deoarece complexitatea integrării mai multor materiale pentru a finaliza această lucrare este foarte mare”, a declarat Omar Farha de la Universitatea Northwestern, expert în structuri metalo-organice sau MOF, acesta fiind fundamentul tehnologiei.
Farha este profesor de chimie la Școala de Arte și Științe Weinberg și coautor corespondent al studiului. Este membru al Institutului Internațional de Nanotehnologie de la Universitatea Northwestern.
Compozitele MOF/fibră se bazează pe cercetări anterioare în care echipa lui Farha a creat un nanomaterial care poate inactiva agenții neurotoxici. Prin intermediul unor operațiuni minore, cercetătorii pot adăuga, de asemenea, agenți antivirali și antibacterieni materialului.
Faha a spus că MOF este un „burete de baie de precizie”. Materialele de dimensiuni nanometrice sunt proiectate cu multe găuri, care pot capta gaze, vapori și alte substanțe, așa cum un burete captează apa. În noul material compozit, cavitatea MOF are un catalizator care poate inactiva substanțele chimice toxice, virusurile și bacteriile. Nanomaterialele poroase pot fi ușor acoperite cu fibre textile.
Cercetătorii au descoperit că materialele compozite MOF/fibră au demonstrat o activitate rapidă împotriva SARS-CoV-2, precum și împotriva bacteriilor Gram-negative (E. coli) și Gram-pozitive (Staphylococcus aureus). În plus, materialele compozite MOF/fibră încărcate cu clor activ pot degrada rapid gazul iperită și analogii săi chimici (sulfură de 2-cloroetil etil, CEES). Nanoporii materialului MOF acoperit pe textil sunt suficient de largi pentru a permite transpirației și apei să iasă.
Farha a adăugat că acest material compozit este scalabil deoarece necesită doar echipamente de bază pentru prelucrarea textilelor utilizate în prezent în industrie. Atunci când este utilizat împreună cu o mască, materialul ar trebui să poată îndeplini în același timp următoarele funcții: să protejeze purtătorul măștii de virușii din vecinătatea sa și să protejeze persoanele care intră în contact cu persoana infectată care poartă masca.
Cercetătorii pot, de asemenea, să înțeleagă centrele active ale materialelor la nivel atomic. Acest lucru le permite lor și altora să derive relații structură-performanță pentru a crea alte materiale compozite pe bază de MOF.
Imobilizarea clorului activ regenerabil în compozitele textile MOF pe bază de zirconiu pentru a elimina amenințările biologice și chimice. Journal of the American Chemical Society, 30 septembrie 2021.
Tip organizație Tip organizație Sector privat/Industrie Academic Guvern federal Guvern statal/local Militar Non-profit Relații cu mass-media/publice Altele
Data publicării: 23 oct. 2021