ผ้าที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้สามารถกำจัดภัยคุกคามทางชีวภาพและเคมีได้

วัสดุคอมโพสิตผ้าฟองน้ำผลึกที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ ใช้เพื่อกำจัดภัยคุกคามทางชีวภาพและเคมี ที่มาของภาพ: มหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์น
วัสดุคอมโพสิตไฟเบอร์แบบ MOF อเนกประสงค์ที่ออกแบบไว้นี้สามารถใช้เป็นผ้าป้องกันภัยคุกคามทางชีวภาพและเคมีได้
สิ่งทอกำจัดแมลงและล้างพิษแบบอเนกประสงค์และหมุนเวียนที่ใช้ N-chloro ใช้โครงโลหะออร์แกนิกเซอร์โคเนียมที่แข็งแรง (MOF)
วัสดุคอมโพสิตไฟเบอร์แสดงกิจกรรมการฆ่าเชื้ออย่างรวดเร็วต่อแบคทีเรียแกรมลบ (E. coli) และแบคทีเรียแกรมบวก (Staphylococcus aureus) และแต่ละสายพันธุ์สามารถลดลงได้ถึง 7 ลอการิทึมภายใน 5 นาที
คอมโพสิต MOF/ไฟเบอร์ที่บรรจุคลอรีนที่มีฤทธิ์สามารถย่อยสลายซัลเฟอร์มัสตาร์ดและสารอะนาล็อกทางเคมี 2-คลอโรเอทิลเอทิลซัลไฟด์ (CEES) ได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ โดยมีครึ่งชีวิตน้อยกว่า 3 นาที
ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์นได้พัฒนาผ้าคอมโพสิตแบบมัลติฟังก์ชันที่สามารถกำจัดภัยคุกคามทางชีวภาพ (เช่น ไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ที่ทำให้เกิดโรค COVID-19) และภัยคุกคามทางเคมี (เช่น ภัยคุกคามที่ใช้ในสงครามเคมี)
เมื่อผ้าได้รับความเสียหาย วัสดุก็สามารถกลับคืนสู่สภาพเดิมได้ด้วยการฟอกสีแบบง่ายๆ
“การมีวัสดุที่มีฟังก์ชันสองประการที่สามารถทำให้สารพิษทางเคมีและชีวภาพไม่ทำงานได้พร้อมกันนั้นถือเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากความซับซ้อนในการผสานวัสดุหลายชนิดเข้าด้วยกันเพื่อให้ทำงานนี้เสร็จสมบูรณ์นั้นสูงมาก” โอมาร์ ฟาร์ฮา จากมหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์น ผู้เชี่ยวชาญด้านกรอบงานโลหะอินทรีย์หรือ MOF กล่าว นี่คือรากฐานของเทคโนโลยี
ฟาร์ฮาเป็นศาสตราจารย์ด้านเคมีที่วิทยาลัยศิลปะและวิทยาศาสตร์ไวน์เบิร์ก และเป็นผู้เขียนร่วมของงานวิจัยนี้ เขาเป็นสมาชิกของสถาบันนาโนเทคโนโลยีนานาชาติ มหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์น
คอมโพสิต MOF/เส้นใยมีพื้นฐานมาจากงานวิจัยก่อนหน้านี้ ซึ่งทีมของ Farha ได้สร้างวัสดุนาโนที่สามารถยับยั้งสารพิษในระบบประสาทได้ นอกจากนี้ นักวิจัยยังสามารถเติมสารต้านไวรัสและแบคทีเรียลงในวัสดุได้ด้วยขั้นตอนเล็กๆ น้อยๆ
ฟาฮากล่าวว่า MOF คือ “ฟองน้ำอาบน้ำที่มีความแม่นยำ” วัสดุขนาดนาโนได้รับการออกแบบให้มีรูพรุนจำนวนมาก ซึ่งสามารถดักจับก๊าซ ไอระเหย และสารอื่นๆ ได้เช่นเดียวกับฟองน้ำที่ดักจับน้ำ ในผ้าคอมโพสิตชนิดใหม่นี้ โพรงของ MOF มีตัวเร่งปฏิกิริยาที่สามารถยับยั้งสารเคมีที่เป็นพิษ ไวรัส และแบคทีเรีย วัสดุนาโนที่มีรูพรุนสามารถเคลือบบนเส้นใยสิ่งทอได้อย่างง่ายดาย
นักวิจัยพบว่าวัสดุผสม MOF/เส้นใยมีฤทธิ์ต้านเชื้อ SARS-CoV-2 ได้อย่างรวดเร็ว รวมถึงแบคทีเรียแกรมลบ (E. coli) และแบคทีเรียแกรมบวก (Staphylococcus aureus) นอกจากนี้ วัสดุผสม MOF/เส้นใยที่เติมคลอรีนออกฤทธิ์ยังสามารถย่อยสลายก๊าซมัสตาร์ดและสารเคมีที่คล้ายคลึงกัน (2-คลอโรเอทิลเอทิลซัลไฟด์, CEES) ได้อย่างรวดเร็ว รูพรุนขนาดนาโนของวัสดุ MOF ที่เคลือบบนสิ่งทอมีความกว้างเพียงพอที่จะระบายเหงื่อและน้ำออกไปได้
ฟาร์ฮาเสริมว่าวัสดุคอมโพสิตนี้สามารถปรับขนาดได้ เพราะใช้เพียงอุปกรณ์แปรรูปสิ่งทอขั้นพื้นฐานที่ใช้ในอุตสาหกรรมปัจจุบันเท่านั้น เมื่อใช้ร่วมกับหน้ากากอนามัย วัสดุนี้ควรจะสามารถทำหน้าที่ได้ในเวลาเดียวกัน คือ ปกป้องผู้สวมใส่จากไวรัสในบริเวณใกล้เคียง และปกป้องผู้ที่สัมผัสกับผู้ติดเชื้อที่สวมหน้ากากอนามัย
นักวิจัยยังสามารถเข้าใจตำแหน่งแอคทีฟของวัสดุในระดับอะตอมได้ ซึ่งช่วยให้พวกเขาและคนอื่นๆ สามารถหาความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและประสิทธิภาพ เพื่อสร้างวัสดุคอมโพสิตอื่นๆ ที่ใช้ MOF ได้
ตรึงคลอรีนที่มีฤทธิ์หมุนเวียนในวัสดุผสมสิ่งทอ MOF ที่ทำจากเซอร์โคเนียม เพื่อกำจัดภัยคุกคามทางชีวภาพและเคมี วารสารของสมาคมเคมีอเมริกัน 30 กันยายน 2564
ประเภทองค์กร ประเภทองค์กร ภาคเอกชน/อุตสาหกรรม สถาบันการศึกษา รัฐบาลกลาง รัฐบาลระดับรัฐ/ท้องถิ่น ทหาร องค์กรไม่แสวงหากำไร สื่อ/ประชาสัมพันธ์ อื่นๆ