Programmeeritav kristallilisest käsnkangast komposiitmaterjal, mida kasutatakse bioloogiliste ja keemiliste ohtude kõrvaldamiseks. Pildi allikas: Northwesterni ülikool
Siin disainitud multifunktsionaalset MOF-põhist kiudkomposiitmaterjali võib kasutada kaitsva lapina bioloogiliste ja keemiliste ohtude eest.
Multifunktsionaalsed ja taastuvad N-kloropõhised insektitsiidsed ja detoksifitseerivad tekstiilid kasutavad tugevat tsirkooniummetallist orgaanilist raami (MOF)
Kiudkomposiitmaterjalil on kiire biotsiidne toime nii gramnegatiivsete bakterite (E. coli) kui ka grampositiivsete bakterite (Staphylococcus aureus) vastu ning iga tüve saab 5 minuti jooksul vähendada kuni 7 logaritmi võrra.
Aktiivse klooriga täidetud MOF/kiudkomposiidid võivad väävelsinepit ja selle keemilist analoogi 2-kloroetüületüülsulfiidi (CEES) selektiivselt ja kiiresti lagundada poolväärtusajaga alla 3 minuti
Northwesterni ülikooli uurimisrühm on välja töötanud multifunktsionaalse komposiitkanga, mis suudab kõrvaldada bioloogilised ohud (nagu COVID-19 põhjustav uus koroonaviirus) ja keemilised ohud (näiteks keemilises sõjas kasutatavad).
Pärast kanga ohustamist saab materjali lihtsa pleegitustöötlusega taastada algsesse olekusse.
"Kahefunktsionaalse materjali olemasolu, mis suudab samaaegselt inaktiveerida keemilisi ja bioloogilisi mürgiseid aineid, on kriitiline, sest selle töö lõpuleviimiseks on mitme materjali integreerimise keerukus väga suur," ütles Omar Farha Northwesterni ülikoolist, kes on metall-orgaanilise raamistiku või MOF-i eksperdid. , see on tehnoloogia alus.
Farha on Weinbergi kunstide ja teaduste kooli keemiaprofessor ja uuringu kaasautor. Ta on Northwesterni ülikooli rahvusvahelise nanotehnoloogia instituudi liige.
MOF / kiudkomposiidid põhinevad varasematel uuringutel, mille käigus Farha meeskond lõi nanomaterjali, mis võib mürgiseid närviaineid inaktiveerida. Mõne väikese operatsiooni abil saavad teadlased materjalile lisada ka viirusevastaseid ja antibakteriaalseid aineid.
Faha ütles, et MOF on "täpne vannikäsn". Nanosuuruses materjalid on kujundatud paljude aukudega, mis võivad gaasi, auru ja muid aineid kinni püüda, nagu käsn püüab kinni vett. Uues komposiitkangas on MOF-i õõnsuses katalüsaator, mis võib inaktiveerida mürgiseid kemikaale, viirusi ja baktereid. Poorseid nanomaterjale saab kergesti katta tekstiilkiududele.
Teadlased leidsid, et MOF/kiudkomposiidid näitasid kiiret toimet SARS-CoV-2, samuti gramnegatiivsete bakterite (E. coli) ja grampositiivsete bakterite (Staphylococcus aureus) vastu. Lisaks võivad aktiivse klooriga täidetud MOF/kiudkomposiidid kiiresti lagundada sinepigaasi ja selle keemilisi analooge (2-kloroetüületüülsulfiid, CEES). Tekstiilile kaetud MOF-materjali nanopoorid on piisavalt laiad, et higi ja vesi pääsevad välja.
Farha lisas, et see komposiitmaterjal on skaleeritav, kuna vajab vaid põhilisi tekstiilitöötlemisseadmeid, mida praegu tööstuses kasutatakse. Kasutades koos maskiga, peaks materjal olema võimeline toimima samaaegselt: kaitsma maskikandjat tema läheduses olevate viiruste eest ja inimesi, kes puutuvad kokku maski kandva nakatunud isikuga.
Teadlased saavad aru ka materjalide aktiivsetest kohtadest aatomitasandil. See võimaldab neil ja teistel tuletada struktuuri ja jõudluse suhteid, et luua muid MOF-põhiseid komposiitmaterjale.
Immobiliseerige taastuv aktiivne kloor tsirkooniumipõhistes MOF-tekstiilkomposiitides, et kõrvaldada bioloogilised ja keemilised ohud. American Chemical Society ajakiri, 30. september 2021.
Organisatsiooni tüüp Organisatsiooni tüüp Erasektor/tööstus Akadeemiline Föderaalvalitsus Osariik/Kohalik omavalitsus Sõjaline Mittetulunduslik meedia/avalikud suhted Muu
Postitusaeg: 23.10.2021