Programmerbart kristallint svamptygskompositmaterial som används för att eliminera biologiska och kemiska hot. Bildkälla: Northwestern University
Det multifunktionella MOF-baserade fiberkompositmaterialet som utformats här kan användas som en skyddande duk mot biologiska och kemiska hot.
Multifunktionella och förnybara N-klorbaserade insektsdödande och avgiftande textilier använder en stark zirkoniummetallorganisk ram (MOF)
Fiberkompositmaterialet uppvisar snabb biocidaktivitet mot både gramnegativa bakterier (E. coli) och grampositiva bakterier (Staphylococcus aureus), och varje stam kan reduceras med upp till 7 logaritmer inom 5 minuter.
MOF/fiberkompositer laddade med aktivt klor kan selektivt och snabbt bryta ner svavelsenap och dess kemiska analog 2-kloretyletylsulfid (CEES) med en halveringstid på mindre än 3 minuter.
Ett forskarteam från Northwestern University har utvecklat ett multifunktionellt komposittyg som kan eliminera biologiska hot (som det nya coronaviruset som orsakar covid-19) och kemiska hot (som de som används i kemisk krigföring).
Efter att tyget är hotat kan materialet återställas till sitt ursprungliga skick genom en enkel blekningsbehandling.
"Att ha ett dubbelfunktionellt material som samtidigt kan inaktivera kemiska och biologiska gifter är avgörande eftersom komplexiteten i att integrera flera material för att slutföra detta arbete är mycket hög", säger Omar Farha från Northwestern University, som är expert på metallorganiska ramverk eller MOF, detta är grunden för tekniken.
Farha är professor i kemi vid Weinberg School of Arts and Sciences och korresponderande författare till studien. Han är medlem i International Institute of Nanotechnology vid Northwestern University.
MOF/fiberkompositer är baserade på tidigare forskning där Farhas team skapade ett nanomaterial som kan inaktivera giftiga nervgaser. Genom några mindre operationer kan forskare också tillsätta antivirala och antibakteriella medel till materialet.
Faha sa att MOF är en "precisionsbadsvamp". Material i nanostorlek är utformade med många hål, som kan fånga gas, ånga och andra ämnen på samma sätt som en svamp fångar vatten. I det nya kompositmaterialet har MOF:ens hålrum en katalysator som kan inaktivera giftiga kemikalier, virus och bakterier. Porösa nanomaterial kan enkelt beläggas på textilfibrer.
Forskarna fann att MOF/fiberkompositer uppvisade snabb aktivitet mot SARS-CoV-2, såväl som gramnegativa bakterier (E. coli) och grampositiva bakterier (Staphylococcus aureus). Dessutom kan MOF/fiberkompositer laddade med aktivt klor snabbt bryta ner senapsgas och dess kemiska analoger (2-kloretyletylsulfid, CEES). Nanoporerna i MOF-materialet som är belagt på textilen är tillräckligt breda för att svett och vatten ska kunna läcka ut.
Farha tillade att detta kompositmaterial är skalbart eftersom det bara kräver grundläggande textilbearbetningsutrustning som för närvarande används inom industrin. När det används tillsammans med en mask bör materialet kunna fungera samtidigt: skydda maskbäraren från virus i deras närhet och skydda individer som kommer i kontakt med den smittade personen som bär masken.
Forskare kan också förstå materials aktiva platser på atomnivå. Detta gör det möjligt för dem och andra att härleda struktur-prestanda-samband för att skapa andra MOF-baserade kompositmaterial.
Immobilisera förnybart aktivt klor i zirkoniumbaserade MOF-textilkompositer för att eliminera biologiska och kemiska hot. Journal of the American Chemical Society, 30 september 2021.
Organisationstyp Organisationstyp Privat sektor/industri Akademisk Federal regering Statlig/lokal regering Militär Ideell organisation Media/PR Annan
Publiceringstid: 23 oktober 2021