Програмований кристалічний губчастий тканинний композитний матеріал, що використовується для усунення біологічних та хімічних загроз. Джерело зображення: Північно-Західний університет
Розроблений тут багатофункціональний волокнистий композитний матеріал на основі MOF може бути використаний як захисна тканина від біологічних та хімічних загроз.
Багатофункціональні та відновлювані інсектицидні та детоксикуючі текстильні вироби на основі N-хлору використовують міцний цирконієвий металоорганічний каркас (MOF)
Волокнистий композитний матеріал демонструє швидку біоцидну активність як проти грамнегативних бактерій (E. coli), так і проти грампозитивних бактерій (Staphylococcus aureus), і кожен штам може бути зменшений до 7 логарифмів протягом 5 хвилин.
Композити MOF/волокно, завантажені активним хлором, можуть вибірково та швидко розкладати сірчаний іприт та його хімічний аналог 2-хлоретилетилсульфід (CEES) з періодом напіврозпаду менше 3 хвилин.
Дослідницька група з Північно-Західного університету розробила багатофункціональну композитну тканину, яка може усунути біологічні загрози (такі як новий коронавірус, що викликає COVID-19) та хімічні загрози (такі як ті, що використовуються в хімічній війні).
Після того, як тканина постраждає, її можна відновити до початкового стану за допомогою простого відбілювання.
«Наявність двофункціонального матеріалу, який може одночасно інактивувати хімічні та біологічні токсиканти, є критично важливою, оскільки складність інтеграції кількох матеріалів для виконання цієї роботи дуже висока», – сказав Омар Фарха з Північно-Західного університету, експерт з металоорганічних структур або MOF, – це основа технології.
Фарха — професор хімії у Школі мистецтв і наук Вайнберга та співавтор дослідження. Він є членом Міжнародного інституту нанотехнологій Північно-Західного університету.
Композити MOF/волокно базуються на попередніх дослідженнях, в яких команда Фархи створила наноматеріал, здатний інактивувати токсичні нервово-паралітичні речовини. За допомогою невеликих операцій дослідники також можуть додавати до матеріалу противірусні та антибактеріальні засоби.
Фаха сказав, що MOF – це «прецизійна губка для ванни». Наноматеріали розроблені з багатьма отворами, які можуть затримувати газ, пару та інші речовини, подібно до того, як губка затримує воду. У новій композитній тканині порожнина MOF має каталізатор, який може інактивувати токсичні хімічні речовини, віруси та бактерії. Пористі наноматеріали можна легко наносити на текстильні волокна.
Дослідники виявили, що композити MOF/волокно продемонстрували швидку активність проти SARS-CoV-2, а також грамнегативних бактерій (E. coli) та грампозитивних бактерій (Staphylococcus aureus). Крім того, композити MOF/волокно, насичені активним хлором, можуть швидко розкладати іприт та його хімічні аналоги (2-хлоретилетилсульфід, CEES). Нанопори матеріалу MOF, нанесеного на текстиль, достатньо широкі, щоб пропускати піт та воду.
Фарха додав, що цей композитний матеріал є масштабованим, оскільки для його використання потрібне лише базове обладнання для обробки текстилю, яке зараз використовується в промисловості. При використанні разом з маскою матеріал повинен мати можливість одночасно: захищати власника маски від вірусів, що знаходяться поблизу, та захищати людей, які контактують із зараженою людиною, яка носить маску.
Дослідники також можуть розуміти активні центри матеріалів на атомному рівні. Це дозволяє їм та іншим визначати взаємозв'язки між структурою та характеристиками для створення інших композитних матеріалів на основі MOF.
Іммобілізація відновлюваного активного хлору в текстильних композитах MOF на основі цирконію для усунення біологічних та хімічних загроз. Журнал Американського хімічного товариства, 30 вересня 2021 року.
Тип організації Тип організації Приватний сектор/Галузь Академічна Федеральний уряд Державний/місцевий уряд Військова Некомерційна ЗМІ/зв'язки з громадськістю Інше
Час публікації: 23 жовтня 2021 р.