Προγραμματιζόμενο κρυσταλλικό ύφασμα σφουγγαριού σύνθετο υλικό που χρησιμοποιείται για την εξάλειψη βιολογικών και χημικών απειλών. Πηγή εικόνας: Πανεπιστήμιο Northwestern
Το πολυλειτουργικό σύνθετο υλικό με βάση MOF που έχει σχεδιαστεί εδώ μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως προστατευτικό πανί έναντι βιολογικών και χημικών απειλών.
Τα πολυλειτουργικά και ανανεώσιμα εντομοκτόνα και αποτοξινωτικά υφάσματα με βάση το N-chloro χρησιμοποιούν ισχυρό οργανικό σκελετό από μεταλλικό ζιρκόνιο (MOF)
Το σύνθετο υλικό ινών παρουσιάζει ταχεία βιοκτόνο δράση τόσο κατά Gram-αρνητικά βακτήρια (E. coli) όσο και Gram-θετικά βακτήρια (Staphylococcus aureus) και κάθε στέλεχος μπορεί να μειωθεί έως και κατά 7 λογάριθμους μέσα σε 5 λεπτά
Τα σύνθετα υλικά MOF/ινών φορτωμένα με ενεργό χλώριο μπορούν επιλεκτικά και γρήγορα να αποικοδομήσουν τη μουστάρδα θείου και το χημικό της ανάλογο 2-χλωροαιθυλαιθυλοσουλφίδιο (CEES) με χρόνο ημιζωής μικρότερο από 3 λεπτά
Μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο Northwestern ανέπτυξε ένα πολυλειτουργικό σύνθετο ύφασμα που μπορεί να εξαλείψει βιολογικές απειλές (όπως ο νέος κοροναϊός που προκαλεί COVID-19) και χημικές απειλές (όπως αυτές που χρησιμοποιούνται στον χημικό πόλεμο).
Αφού το ύφασμα απειληθεί, το υλικό μπορεί να αποκατασταθεί στην αρχική του κατάσταση μέσω μιας απλής επεξεργασίας λεύκανσης.
«Η ύπαρξη ενός υλικού διπλής λειτουργίας που μπορεί ταυτόχρονα να αδρανοποιεί χημικές και βιολογικές τοξικές ουσίες είναι κρίσιμη, επειδή η πολυπλοκότητα της ενσωμάτωσης πολλαπλών υλικών για την ολοκλήρωση αυτής της εργασίας είναι πολύ υψηλή», δήλωσε ο Omar Farha του Northwestern University, που είναι ειδικός σε μεταλλικό-οργανικό πλαίσιο ή MOF. , αυτό είναι το θεμέλιο της τεχνολογίας.
Η Farha είναι καθηγήτρια χημείας στη Σχολή Τεχνών και Επιστημών του Weinberg και η συν-αντίστοιχη συγγραφέας της μελέτης. Είναι μέλος του International Institute of Nanotechnology στο Northwestern University.
Τα σύνθετα υλικά MOF/ινών βασίζονται σε προηγούμενη έρευνα στην οποία η ομάδα του Farha δημιούργησε ένα νανοϋλικό που μπορεί να απενεργοποιήσει τοξικούς νευρικούς παράγοντες. Μέσω ορισμένων μικρών επεμβάσεων, οι ερευνητές μπορούν επίσης να προσθέσουν αντιιικούς και αντιβακτηριακούς παράγοντες στο υλικό.
Ο Faha είπε ότι το MOF είναι ένα «σφουγγάρι μπάνιου ακριβείας». Τα υλικά σε μέγεθος νανο έχουν σχεδιαστεί με πολλές τρύπες, οι οποίες μπορούν να παγιδεύσουν αέρια, ατμούς και άλλες ουσίες όπως ένα σφουγγάρι παγιδεύει νερό. Στο νέο σύνθετο ύφασμα, η κοιλότητα του MOF διαθέτει καταλύτη που μπορεί να απενεργοποιήσει τοξικές χημικές ουσίες, ιούς και βακτήρια. Τα πορώδη νανοϋλικά μπορούν εύκολα να επικαλυφθούν σε υφαντικές ίνες.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα σύνθετα υλικά MOF/ινών έδειξαν ταχεία δράση έναντι του SARS-CoV-2, καθώς και των αρνητικών κατά Gram βακτηρίων (E. coli) και των θετικών κατά Gram βακτηρίων (Staphylococcus aureus). Επιπλέον, τα σύνθετα υλικά MOF/ινών φορτωμένα με ενεργό χλώριο μπορούν να αποικοδομήσουν γρήγορα το αέριο μουστάρδας και τα χημικά του ανάλογα (2-χλωροαιθυλοθειϊκό, CEES). Οι νανοπόροι του υλικού MOF που επικαλύπτεται στο ύφασμα είναι αρκετά φαρδιοί ώστε να επιτρέπουν τη διαφυγή του ιδρώτα και του νερού.
Η Farha πρόσθεσε ότι αυτό το σύνθετο υλικό είναι επεκτάσιμο επειδή απαιτεί μόνο βασικό εξοπλισμό επεξεργασίας υφασμάτων που χρησιμοποιείται επί του παρόντος στη βιομηχανία. Όταν χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με μάσκα, το υλικό θα πρέπει να μπορεί να αποδίδει ταυτόχρονα: να προστατεύει τον χρήστη της μάσκας από ιούς που βρίσκονται κοντά του και να προστατεύει άτομα που έρχονται σε επαφή με το μολυσμένο άτομο που φορά τη μάσκα.
Οι ερευνητές μπορούν επίσης να κατανοήσουν τις ενεργές θέσεις των υλικών σε ατομικό επίπεδο. Αυτό επιτρέπει σε αυτούς και σε άλλους να εξάγουν σχέσεις δομής-απόδοσης για να δημιουργήσουν άλλα σύνθετα υλικά με βάση το MOF.
Ακινητοποιήστε το ανανεώσιμο ενεργό χλώριο σε σύνθετα υφάσματα MOF με βάση το ζιρκόνιο για την εξάλειψη βιολογικών και χημικών απειλών. Journal of the American Chemical Society, 30 Σεπτεμβρίου 2021.
Τύπος Οργανισμού Τύπος Οργανισμού Ιδιωτικός Τομέας/Βιομηχανία Ακαδημαϊκός Ομοσπονδιακή Κυβέρνηση Πολιτεία/Τοπική Αυτοδιοίκηση Στρατιωτικοί μη κερδοσκοπικοί ΜΜΕ/Δημόσιες σχέσεις Άλλο
Ώρα δημοσίευσης: Οκτ-23-2021