Biyolojik ve kimyasal tehditleri ortadan kaldırmak için kullanılan programlanabilir kristal sünger kumaş kompozit malzeme. Görsel kaynağı: Northwestern Üniversitesi
Burada tasarlanan çok işlevli MOF tabanlı fiber kompozit malzeme, biyolojik ve kimyasal tehditlere karşı koruyucu bir giysi olarak kullanılabilir.
Çok fonksiyonlu ve yenilenebilir N-kloro bazlı böcek öldürücü ve detoksifiye edici tekstiller, güçlü bir zirkonyum metal organik çerçeve (MOF) kullanır.
Elyaf kompozit malzeme, hem Gram-negatif bakterilere (E. coli) hem de Gram-pozitif bakterilere (Staphylococcus aureus) karşı hızlı biyosidal aktivite göstermekte olup, her bir bakteri türü 5 dakika içinde 7 logaritma seviyesine kadar azaltılabilmektedir.
Aktif klorla yüklenmiş MOF/elyaf kompozitler, kükürt hardalını ve kimyasal analogu olan 2-kloroetil etil sülfürü (CEES) 3 dakikadan daha kısa bir yarı ömürle seçici ve hızlı bir şekilde parçalayabilir.
Northwestern Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, biyolojik tehditleri (örneğin COVID-19'a neden olan yeni koronavirüs) ve kimyasal tehditleri (örneğin kimyasal savaşta kullanılanlar) ortadan kaldırabilen çok fonksiyonlu bir kompozit kumaş geliştirdi.
Kumaş hasar gördükten sonra, basit bir ağartma işlemiyle orijinal haline geri döndürülebilir.
Northwestern Üniversitesi'nden metal-organik çerçeve (MOF) uzmanı Omar Farha, "Hem kimyasal hem de biyolojik toksinleri aynı anda etkisiz hale getirebilen çift işlevli bir malzemeye sahip olmak çok önemlidir, çünkü bu işi tamamlamak için birden fazla malzemenin entegrasyonunun karmaşıklığı çok yüksektir" dedi ve bunun teknolojinin temeli olduğunu belirtti.
Farha, Weinberg Sanat ve Bilim Okulu'nda kimya profesörü ve çalışmanın eş yazarlarından biridir. Ayrıca Northwestern Üniversitesi'ndeki Uluslararası Nanoteknoloji Enstitüsü'nün de üyesidir.
MOF/elyaf kompozitleri, Farha'nın ekibinin zehirli sinir gazlarını etkisiz hale getirebilen bir nanomalzeme oluşturduğu önceki araştırmalara dayanmaktadır. Araştırmacılar, bazı küçük işlemlerle malzemeye antiviral ve antibakteriyel maddeler de ekleyebilirler.
Faha, MOF'un "hassas bir banyo süngeri" olduğunu söyledi. Nano boyutlu malzemeler, bir süngerin suyu tutması gibi gazı, buharı ve diğer maddeleri hapsedebilen birçok delikle tasarlanmıştır. Yeni kompozit kumaşta, MOF'un boşluğunda zehirli kimyasalları, virüsleri ve bakterileri etkisiz hale getirebilen bir katalizör bulunur. Gözenekli nanomalzemeler, tekstil liflerine kolayca kaplanabilir.
Araştırmacılar, MOF/elyaf kompozitlerinin SARS-CoV-2'ye, Gram-negatif bakterilere (E. coli) ve Gram-pozitif bakterilere (Staphylococcus aureus) karşı hızlı aktivite gösterdiğini buldu. Ayrıca, aktif klor ile yüklenmiş MOF/elyaf kompozitleri, hardal gazını ve kimyasal analoglarını (2-kloroetil etil sülfür, CEES) hızla parçalayabiliyor. Tekstil üzerine kaplanmış MOF malzemesinin nanoporları, ter ve suyun dışarı çıkmasına izin verecek kadar geniştir.
Farha, bu kompozit malzemenin, endüstride halihazırda kullanılan temel tekstil işleme ekipmanlarına ihtiyaç duyduğu için ölçeklenebilir olduğunu da sözlerine ekledi. Bir maskeyle birlikte kullanıldığında, bu malzemenin aynı anda iki işlevi birden yerine getirebileceği belirtildi: maske takan kişiyi çevresindeki virüslerden korumak ve maske takan enfekte kişiyle temas eden kişileri korumak.
Araştırmacılar ayrıca malzemelerin aktif bölgelerini atomik düzeyde de anlayabilirler. Bu, onlara ve diğer araştırmacılara, yapı-performans ilişkilerini türeterek diğer MOF tabanlı kompozit malzemeler oluşturma olanağı sağlar.
Yenilenebilir aktif klorun zirkonyum bazlı MOF tekstil kompozitlerinde immobilize edilmesiyle biyolojik ve kimyasal tehditlerin ortadan kaldırılması. Amerikan Kimya Derneği Dergisi, 30 Eylül 2021.
Kuruluş Türü Kuruluş Türü Özel Sektör/Sanayi Akademik Federal Hükümet Eyalet/Yerel Yönetim Askeri Kâr Amacı Gütmeyen Kuruluş Medya/Halkla İlişkiler Diğer
Yayın tarihi: 23 Ekim 2021