Programabilni kompozitni material iz kristalne gobaste tkanine, ki se uporablja za odpravljanje bioloških in kemičnih groženj. Vir slike: Univerza Northwestern
Večfunkcijski vlaknasti kompozitni material na osnovi MOF, zasnovan tukaj, se lahko uporablja kot zaščitna tkanina pred biološkimi in kemičnimi grožnjami.
Večnamenski in obnovljivi insekticidni in razstrupljevalni tekstili na osnovi N-klora uporabljajo močan organski okvir iz cirkonija (MOF).
Vlaknasti kompozitni material kaže hitro biocidno delovanje proti gramnegativnim bakterijam (E. coli) in grampozitivnim bakterijam (Staphylococcus aureus), pri čemer je mogoče vsak sev zmanjšati za do 7 logaritmov v 5 minutah.
Kompoziti MOF/vlaken, napolnjeni z aktivnim klorom, lahko selektivno in hitro razgradijo žveplovo gorčico in njen kemični analog 2-kloroetil etil sulfid (CEES) z razpolovno dobo manj kot 3 minute.
Raziskovalna ekipa z univerze Northwestern je razvila večnamensko kompozitno tkanino, ki lahko odpravi biološke grožnje (kot je novi koronavirus, ki povzroča COVID-19) in kemične grožnje (kot so tiste, ki se uporabljajo v kemičnem bojevanju).
Ko je tkanina poškodovana, jo je mogoče s preprostim beljenjem povrniti v prvotno stanje.
»Imeti dvojno funkcionalni material, ki lahko hkrati inaktivira kemične in biološke toksine, je ključnega pomena, saj je kompleksnost integracije več materialov za dokončanje tega dela zelo visoka,« je dejal Omar Farha z univerze Northwestern, strokovnjak za kovinsko-organski okvir ali MOF. To je temelj tehnologije.
Farha je profesor kemije na Weinberg School of Arts and Sciences in soavtor študije. Je član Mednarodnega inštituta za nanotehnologijo na Univerzi Northwestern.
Kompoziti MOF/vlakna temeljijo na prejšnjih raziskavah, v katerih je Farhova ekipa ustvarila nanomaterial, ki lahko inaktivira strupene živčne strupe. Z nekaj manjšimi operacijami lahko raziskovalci materialu dodajo tudi protivirusna in antibakterijska sredstva.
Faha je dejal, da je MOF »precizna kopalna goba«. Nano materiali so zasnovani s številnimi luknjami, ki lahko ujamejo plin, paro in druge snovi, tako kot goba ujame vodo. V novi kompozitni tkanini ima votlina MOF katalizator, ki lahko inaktivira strupene kemikalije, viruse in bakterije. Porozne nanomateriale je mogoče enostavno nanesti na tekstilna vlakna.
Raziskovalci so ugotovili, da so kompoziti MOF/vlakna pokazali hitro delovanje proti SARS-CoV-2, pa tudi proti gramnegativnim bakterijam (E. coli) in grampozitivnim bakterijam (Staphylococcus aureus). Poleg tega lahko kompoziti MOF/vlakna, napolnjeni z aktivnim klorom, hitro razgradijo gorčični plin in njegove kemične analoge (2-kloroetil etil sulfid, CEES). Nanopore materiala MOF, nanesenega na tekstil, so dovolj široke, da omogočajo uhajanje znoja in vode.
Farha je dodal, da je ta kompozitni material prilagodljiv, saj zahteva le osnovno opremo za predelavo tekstila, ki se trenutno uporablja v industriji. Pri uporabi skupaj z masko bi moral material hkrati delovati: zaščititi uporabnika maske pred virusi v njegovi bližini in zaščititi posameznike, ki pridejo v stik z okuženo osebo, ki nosi masko.
Raziskovalci lahko razumejo tudi aktivna mesta materialov na atomski ravni. To jim in drugim omogoča, da izpeljejo razmerja med strukturo in zmogljivostjo za ustvarjanje drugih kompozitnih materialov na osnovi MOF.
Imobilizacija obnovljivega aktivnega klora v tekstilnih kompozitih MOF na osnovi cirkonija za odpravo bioloških in kemičnih groženj. Journal of the American Chemical Society, 30. september 2021.
Vrsta organizacije Vrsta organizacije Zasebni sektor/industrija Akademska Zvezna vlada Državna/lokalna vlada Vojaška Neprofitna organizacija Mediji/odnosi z javnostmi Drugo
Čas objave: 23. oktober 2021