يمكن للأقمشة الجديدة القابلة لإعادة الاستخدام القضاء على التهديدات البيولوجية والكيميائية

مادة مركبة من نسيج إسفنجي بلوري قابل للبرمجة تستخدم للقضاء على التهديدات البيولوجية والكيميائية. مصدر الصورة: جامعة نورث وسترن
يمكن استخدام مادة الألياف المركبة متعددة الوظائف القائمة على MOF والمصممة هنا كقطعة قماش واقية ضد التهديدات البيولوجية والكيميائية.
تستخدم المنسوجات المضادة للسموم والمبيدات الحشرية المعتمدة على N-كلورو متعددة الوظائف والمتجددة إطارًا عضويًا قويًا من معدن الزركونيوم (MOF)
تُظهر المادة المركبة من الألياف نشاطًا مبيدًا بيولوجيًا سريعًا ضد كل من البكتيريا سالبة الجرام (E. coli) والبكتيريا إيجابية الجرام (Staphylococcus aureus)، ويمكن تقليل كل سلالة بما يصل إلى 7 لوغاريتمات في غضون 5 دقائق.
يمكن للمركبات العضوية المعدنية/الألياف المحملة بالكلور النشط أن تحلل بشكل انتقائي وسريع خردل الكبريت ونظيره الكيميائي 2-كلوروإيثيل إيثيل كبريتيد (CEES) بنصف عمر أقل من 3 دقائق
قام فريق بحث من جامعة نورث وسترن بتطوير نسيج مركب متعدد الوظائف يمكنه القضاء على التهديدات البيولوجية (مثل فيروس كورونا الجديد الذي يسبب مرض كوفيد-19) والتهديدات الكيميائية (مثل تلك المستخدمة في الحرب الكيميائية).
بعد تعرض القماش للتهديد، يمكن استعادة المادة إلى حالتها الأصلية من خلال معالجة تبييض بسيطة.
قال عمر فرحة من جامعة نورث وسترن، وهو خبير في الإطار المعدني العضوي أو الإطار المعدني العضوي: "إن وجود مادة مزدوجة الوظيفة يمكنها تعطيل المواد السامة الكيميائية والبيولوجية في وقت واحد أمر بالغ الأهمية لأن تعقيد دمج مواد متعددة لإكمال هذا العمل مرتفع للغاية". ، وهذا هو أساس التكنولوجيا.
فرحة هي أستاذة الكيمياء في كلية واينبرغ للفنون والعلوم والمؤلفة المشاركة للدراسة. وهو عضو في المعهد الدولي لتقنية النانو في جامعة نورث وسترن.
تعتمد المركبات العضوية المعدنية/الألياف على أبحاث سابقة قام فيها فريق فرحة بإنشاء مادة نانوية يمكنها تعطيل عوامل الأعصاب السامة. ومن خلال بعض العمليات الصغيرة، يمكن للباحثين أيضًا إضافة عوامل مضادة للفيروسات ومضادة للبكتيريا إلى المادة.
قال فاها إن MOF عبارة عن "إسفنجة استحمام دقيقة". تم تصميم المواد بحجم النانو مع العديد من الثقوب، والتي يمكن أن تحبس الغاز والبخار والمواد الأخرى مثل الإسفنج الذي يحبس الماء. في النسيج المركب الجديد، يحتوي تجويف الإطار المعدني العضوي على محفز يمكنه تعطيل المواد الكيميائية السامة والفيروسات والبكتيريا. يمكن بسهولة طلاء المواد النانوية المسامية على ألياف النسيج.
ووجد الباحثون أن مركبات الهياكل المعدنية العضوية/الألياف أظهرت نشاطًا سريعًا ضد فيروس SARS-CoV-2، وكذلك البكتيريا سالبة الجرام (E. coli) والبكتيريا إيجابية الجرام (Staphylococcus aureus). بالإضافة إلى ذلك، يمكن لمركبات الهياكل المعدنية العضوية/الألياف المحملة بالكلور النشط أن تحلل بسرعة غاز الخردل ونظائره الكيميائية (2-كلوروإيثيل إيثيل كبريتيد، CEES). إن المسام النانوية لمادة MOF المطلية على النسيج واسعة بما يكفي للسماح للعرق والماء بالهروب.
وأضافت فرحة أن هذه المادة المركبة قابلة للتطوير لأنها لا تتطلب سوى معدات معالجة النسيج الأساسية المستخدمة حاليًا في الصناعة. عند استخدامها مع القناع، يجب أن تكون المادة قادرة على الأداء في نفس الوقت: حماية مرتدي القناع من الفيروسات الموجودة في المناطق المجاورة له، وحماية الأفراد الذين يتعاملون مع الشخص المصاب الذي يرتدي القناع.
ويمكن للباحثين أيضًا فهم المواقع النشطة للمواد على المستوى الذري. وهذا يتيح لهم ولغيرهم استخلاص علاقات بين الهيكل والأداء لإنشاء مواد مركبة أخرى تعتمد على الأطر المعدنية العضوية.
تثبيت الكلور النشط المتجدد في مركبات المنسوجات MOF القائمة على الزركونيوم للقضاء على التهديدات البيولوجية والكيميائية. مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية، 30 سبتمبر 2021.
نوع المنظمة نوع المنظمة قطاع خاص/صناعة أكاديمية حكومة فيدرالية حكومة الولاية/الحكومة المحلية عسكرية غير ربحية إعلام/علاقات عامة أخرى