ผ้าที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้แบบใหม่สามารถกำจัดภัยคุกคามทางชีวภาพและเคมีได้

วัสดุคอมโพสิตผ้าฟองน้ำผลึกที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ ใช้เพื่อกำจัดภัยคุกคามทางชีวภาพและเคมี แหล่งที่มาของภาพ: มหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์น
วัสดุคอมโพสิตเส้นใย MOF อเนกประสงค์ที่ออกแบบในที่นี้ อาจนำไปใช้เป็นผ้าป้องกันภัยคุกคามทางชีวภาพและเคมีได้
สิ่งทอฆ่าแมลงและกำจัดสารพิษอเนกประสงค์และหมุนเวียนได้ที่ใช้ N-chloro เป็นส่วนประกอบหลัก ใช้โครงสร้างโลหะอินทรีย์เซอร์โคเนียม (MOF) ที่แข็งแรง
วัสดุคอมโพสิตเส้นใยแสดงฤทธิ์ฆ่าเชื้ออย่างรวดเร็วต่อทั้งแบคทีเรียแกรมลบ (E. coli) และแบคทีเรียแกรมบวก (Staphylococcus aureus) โดยสามารถลดจำนวนแบคทีเรียแต่ละสายพันธุ์ได้มากถึง 7 ล็อกaritms ภายใน 5 นาที
วัสดุคอมโพสิต MOF/เส้นใยที่บรรจุคลอรีนออกฤทธิ์ สามารถย่อยสลายซัลเฟอร์มัสตาร์ดและสารเคมีที่คล้ายคลึงกันอย่าง 2-คลอโรเอทิลเอทิลซัลไฟด์ (CEES) ได้อย่างรวดเร็วและเลือกสรร โดยมีครึ่งชีวิตน้อยกว่า 3 นาที
ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์นได้พัฒนาผ้าคอมโพสิตอเนกประสงค์ที่สามารถกำจัดภัยคุกคามทางชีวภาพ (เช่น ไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ที่ก่อให้เกิดโรคโควิด-19) และภัยคุกคามทางเคมี (เช่น สารเคมีที่ใช้ในสงครามเคมี) ได้
เมื่อผ้าได้รับความเสียหายแล้ว สามารถฟื้นฟูสภาพผ้าให้กลับมาเหมือนเดิมได้ด้วยวิธีการฟอกขาวอย่างง่ายๆ
“การมีวัสดุที่มีคุณสมบัติสองอย่างที่สามารถยับยั้งสารพิษทางเคมีและชีวภาพได้พร้อมกันนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากความซับซ้อนของการบูรณาการวัสดุหลายชนิดเพื่อให้งานนี้สำเร็จนั้นสูงมาก” โอมาร์ ฟาร์ฮา จากมหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์น ผู้เชี่ยวชาญด้านโครงสร้างโลหะอินทรีย์ (MOF) ซึ่งเป็นพื้นฐานของเทคโนโลยีนี้กล่าว
ฟาร์ฮาเป็นศาสตราจารย์ด้านเคมีที่โรงเรียนศิลปศาสตร์และวิทยาศาสตร์ไวน์เบิร์ก และเป็นผู้เขียนร่วมหลักของงานวิจัยชิ้นนี้ เขายังเป็นสมาชิกของสถาบันนาโนเทคโนโลยีระหว่างประเทศแห่งมหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์นด้วย
วัสดุคอมโพสิต MOF/ไฟเบอร์นั้นพัฒนามาจากงานวิจัยก่อนหน้านี้ที่ทีมของฟาร์ฮาได้สร้างนาโนวัสดุที่สามารถยับยั้งสารพิษทำลายระบบประสาทได้ นอกจากนี้ นักวิจัยยังสามารถเพิ่มสารต้านไวรัสและแบคทีเรียเข้าไปในวัสดุได้ด้วยกระบวนการเล็กๆ น้อยๆ บางอย่าง
ฟาฮา กล่าวว่า MOF คือ “ฟองน้ำอาบน้ำที่มีความแม่นยำสูง” วัสดุขนาดนาโนถูกออกแบบให้มีรูพรุนจำนวนมาก ซึ่งสามารถดักจับก๊าซ ไอน้ำ และสารอื่นๆ ได้เช่นเดียวกับที่ฟองน้ำดักจับน้ำ ในผ้าคอมโพสิตชนิดใหม่นี้ ช่องว่างของ MOF มีตัวเร่งปฏิกิริยาที่สามารถยับยั้งสารเคมีที่เป็นพิษ ไวรัส และแบคทีเรียได้ วัสดุนาโนที่มีรูพรุนสามารถเคลือบลงบนเส้นใยสิ่งทอได้อย่างง่ายดาย
นักวิจัยพบว่าวัสดุคอมโพสิต MOF/เส้นใยแสดงฤทธิ์ยับยั้งไวรัส SARS-CoV-2 ได้อย่างรวดเร็ว รวมถึงแบคทีเรียแกรมลบ (E. coli) และแบคทีเรียแกรมบวก (Staphylococcus aureus) นอกจากนี้ วัสดุคอมโพสิต MOF/เส้นใยที่บรรจุคลอรีนออกฤทธิ์ยังสามารถย่อยสลายก๊าซมัสตาร์ดและสารเคมีที่คล้ายคลึงกัน (2-chloroethyl ethyl sulfide, CEES) ได้อย่างรวดเร็ว รูพรุนระดับนาโนของวัสดุ MOF ที่เคลือบอยู่บนสิ่งทอมีขนาดกว้างพอที่จะช่วยให้เหงื่อและน้ำระบายออกได้
ฟาร์ฮาเสริมว่า วัสดุผสมนี้สามารถผลิตได้ในปริมาณมาก เนื่องจากใช้เพียงอุปกรณ์แปรรูปสิ่งทอพื้นฐานที่ใช้ในอุตสาหกรรมอยู่แล้ว เมื่อใช้ร่วมกับหน้ากากอนามัย วัสดุนี้จะสามารถทำหน้าที่ได้พร้อมกัน คือ ปกป้องผู้สวมหน้ากากจากไวรัสในบริเวณใกล้เคียง และปกป้องบุคคลที่สัมผัสกับผู้ติดเชื้อที่สวมหน้ากาก
นักวิจัยยังสามารถทำความเข้าใจตำแหน่งที่เกิดปฏิกิริยาของวัสดุในระดับอะตอมได้ ซึ่งช่วยให้พวกเขาและผู้อื่นสามารถหาความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและประสิทธิภาพเพื่อสร้างวัสดุคอมโพสิตที่ใช้ MOF เป็นพื้นฐานอื่นๆ ได้
ตรึงคลอรีนที่ใช้งานได้และหมุนเวียนได้ในวัสดุคอมโพสิตสิ่งทอ MOF ที่มีเซอร์โคเนียมเป็นองค์ประกอบ เพื่อกำจัดภัยคุกคามทางชีวภาพและเคมี วารสารสมาคมเคมีแห่งอเมริกา 30 กันยายน 2021
ประเภทองค์กร ภาคเอกชน/อุตสาหกรรม สถาบันการศึกษา รัฐบาลกลาง รัฐบาลท้องถิ่น/รัฐ กองทัพ องค์กรไม่แสวงหาผลกำไร สื่อ/ประชาสัมพันธ์ อื่นๆ