Vật liệu tổng hợp vải xốp tinh thể có thể lập trình được sử dụng để loại bỏ các mối đe dọa sinh học và hóa học. Nguồn hình ảnh: Đại học Northwestern
Vật liệu composite sợi đa năng dựa trên MOF được thiết kế ở đây có thể được sử dụng làm vải bảo vệ chống lại các mối đe dọa sinh học và hóa học.
Vải dệt diệt côn trùng và khử độc gốc N-chloro đa chức năng và có thể tái tạo sử dụng khung kim loại hữu cơ zirconium (MOF) chắc chắn
Vật liệu tổng hợp sợi cho thấy hoạt động diệt khuẩn nhanh chóng đối với cả vi khuẩn Gram âm (E. coli) và vi khuẩn Gram dương (Staphylococcus aureus), và mỗi chủng có thể giảm tới 7 logarit trong vòng 5 phút.
Vật liệu composite MOF/sợi chứa clo hoạt tính có thể phân hủy nhanh chóng và chọn lọc mù tạt lưu huỳnh và chất tương tự hóa học của nó là 2-chloroethyl ethyl sulfide (CEES) với thời gian bán hủy dưới 3 phút
Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Northwestern đã phát triển một loại vải tổng hợp đa chức năng có thể loại bỏ các mối đe dọa sinh học (như virus corona mới gây ra COVID-19) và các mối đe dọa hóa học (như những loại được sử dụng trong chiến tranh hóa học).
Sau khi vải bị hư hại, vật liệu có thể được phục hồi về trạng thái ban đầu thông qua phương pháp tẩy trắng đơn giản.
Omar Farha của Đại học Northwestern, một chuyên gia về khung kim loại hữu cơ hay MOF, cho biết: "Việc có một vật liệu có chức năng kép có thể đồng thời vô hiệu hóa các chất độc hóa học và sinh học là rất quan trọng vì tính phức tạp của việc tích hợp nhiều vật liệu để hoàn thành công việc này là rất cao", đây là nền tảng của công nghệ.
Farha là giáo sư hóa học tại Trường Nghệ thuật và Khoa học Weinberg và là đồng tác giả liên lạc của nghiên cứu. Ông là thành viên của Viện Công nghệ Nano Quốc tế tại Đại học Northwestern.
Vật liệu composite MOF/sợi dựa trên nghiên cứu trước đó, trong đó nhóm của Farha đã tạo ra một vật liệu nano có khả năng vô hiệu hóa các tác nhân thần kinh độc hại. Thông qua một số thao tác nhỏ, các nhà nghiên cứu cũng có thể bổ sung các tác nhân kháng vi-rút và kháng khuẩn vào vật liệu.
Faha cho biết MOF là một "miếng bọt biển tắm chính xác". Vật liệu kích thước nano được thiết kế với nhiều lỗ hổng, có thể giữ khí, hơi và các chất khác giống như bọt biển giữ nước. Trong loại vải tổng hợp mới, khoang MOF chứa một chất xúc tác có thể vô hiệu hóa các hóa chất độc hại, vi-rút và vi khuẩn. Vật liệu nano xốp có thể dễ dàng được phủ lên sợi vải.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng vật liệu composite MOF/sợi cho thấy hoạt tính nhanh chóng chống lại SARS-CoV-2, cũng như vi khuẩn Gram âm (E. coli) và vi khuẩn Gram dương (Staphylococcus aureus). Ngoài ra, vật liệu composite MOF/sợi chứa clo hoạt tính có thể phân hủy nhanh chóng khí mù tạt và các hợp chất hóa học tương tự của nó (2-chloroethyl ethyl sulfide, CEES). Các lỗ nano của vật liệu MOF phủ trên vải đủ rộng để mồ hôi và nước thoát ra ngoài.
Farha cho biết thêm rằng vật liệu tổng hợp này có khả năng mở rộng quy mô vì nó chỉ cần các thiết bị xử lý dệt may cơ bản hiện đang được sử dụng trong công nghiệp. Khi được sử dụng kết hợp với khẩu trang, vật liệu này sẽ có thể thực hiện đồng thời hai chức năng: bảo vệ người đeo khẩu trang khỏi virus ở gần và bảo vệ những người tiếp xúc với người nhiễm bệnh đang đeo khẩu trang.
Các nhà nghiên cứu cũng có thể hiểu được các vị trí hoạt động của vật liệu ở cấp độ nguyên tử. Điều này cho phép họ và những người khác rút ra mối quan hệ giữa cấu trúc và hiệu suất để tạo ra các vật liệu composite khác dựa trên MOF.
Cố định clo hoạt tính tái tạo trong vật liệu composite dệt MOF gốc zirconium để loại bỏ các mối đe dọa sinh học và hóa học. Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ, ngày 30 tháng 9 năm 2021.
Loại hình tổ chức Loại hình tổ chức Khu vực tư nhân/Ngành công nghiệp Học thuật Chính quyền liên bang Chính quyền tiểu bang/địa phương Quân đội Phi lợi nhuận Truyền thông/Quan hệ công chúng Khác
Thời gian đăng: 23-10-2021