Programovateľný kryštalický kompozitný materiál z hubovitej tkaniny používaný na elimináciu biologických a chemických hrozieb. Zdroj obrázka: Northwestern University
Tu navrhnutý multifunkčný vláknitý kompozitný materiál na báze MOF sa môže použiť ako ochranná tkanina proti biologickým a chemickým hrozbám.
Multifunkčné a obnoviteľné insekticídne a detoxikačné textílie na báze N-chlóru využívajú silný zirkónovo-kovový organický rám (MOF)
Vláknitý kompozitný materiál vykazuje rýchlu biocídnu aktivitu proti gramnegatívnym baktériám (E. coli) aj grampozitívnym baktériám (Staphylococcus aureus) a každý kmeň je možné zredukovať až o 7 logaritmov v priebehu 5 minút.
Kompozity MOF/vlákno s obsahom aktívneho chlóru dokážu selektívne a rýchlo degradovať sírny yperit a jeho chemický analóg 2-chlóretyletylsulfid (CEES) s polčasom rozpadu kratším ako 3 minúty.
Výskumný tím z Northwestern University vyvinul multifunkčnú kompozitnú tkaninu, ktorá dokáže eliminovať biologické hrozby (ako napríklad nový koronavírus spôsobujúci COVID-19) a chemické hrozby (ako napríklad tie, ktoré sa používajú v chemickej vojne).
Po poškodení látky je možné ju jednoduchým bieliacim ošetrením obnoviť do pôvodného stavu.
„Mať dvojaký funkčný materiál, ktorý dokáže súčasne inaktivovať chemické a biologické toxiny, je kľúčové, pretože zložitosť integrácie viacerých materiálov na dokončenie tejto práce je veľmi vysoká,“ povedal Omar Farha z Northwestern University, ktorý je expertom na metalo-organický rámec alebo MOF. Toto je základ technológie.
Farha je profesorom chémie na Weinberg School of Arts and Sciences a spoluautorom štúdie. Je členom Medzinárodného inštitútu nanotechnológií na Northwestern University.
Kompozity MOF/vlákno sú založené na skoršom výskume, v ktorom Farhov tím vytvoril nanomateriál, ktorý dokáže inaktivovať toxické nervovoparalytické látky. Prostredníctvom niekoľkých malých operácií môžu výskumníci do materiálu pridať aj antivírusové a antibakteriálne látky.
Faha povedal, že MOF je „presná kúpeľňová špongia“. Nanomateriály sú navrhnuté s mnohými otvormi, ktoré dokážu zachytávať plyn, paru a iné látky podobne ako špongia zachytáva vodu. V novej kompozitnej tkanine má dutina MOF katalyzátor, ktorý dokáže inaktivovať toxické chemikálie, vírusy a baktérie. Pórovité nanomateriály sa dajú ľahko naniesť na textilné vlákna.
Výskumníci zistili, že kompozity MOF/vlákna preukázali rýchlu aktivitu proti SARS-CoV-2, ako aj gramnegatívnym baktériám (E. coli) a grampozitívnym baktériám (Staphylococcus aureus). Okrem toho kompozity MOF/vlákna s obsahom aktívneho chlóru dokážu rýchlo degradovať yperit a jeho chemické analógy (2-chlóretyletylsulfid, CEES). Nanopóry materiálu MOF naneseného na textíliu sú dostatočne široké, aby umožňovali únik potu a vody.
Farha dodal, že tento kompozitný materiál je škálovateľný, pretože vyžaduje iba základné zariadenia na spracovanie textilu, ktoré sa v súčasnosti používa v priemysle. Pri použití v spojení s rúškom by mal byť materiál schopný plniť úlohy súčasne: chrániť nositeľa rúška pred vírusmi v jeho blízkosti a chrániť jednotlivcov, ktorí prídu do kontaktu s infikovanou osobou, ktorá nosí rúško.
Výskumníci dokážu tiež pochopiť aktívne miesta materiálov na atómovej úrovni. To im a ďalším umožňuje odvodiť vzťahy medzi štruktúrou a výkonom na vytvorenie ďalších kompozitných materiálov na báze MOF.
Imobilizácia obnoviteľného aktívneho chlóru v textilných kompozitoch MOF na báze zirkónia s cieľom eliminovať biologické a chemické hrozby. Journal of the American Chemical Society, 30. september 2021.
Typ organizácie Typ organizácie Súkromný sektor/priemysel Akademický Federálna vláda Štátna/miestna vláda Vojenský Neziskový Médiá/Vzťahy s verejnosťou Iné
Čas uverejnenia: 23. októbra 2021