پارچه های قابل استفاده مجدد جدید می توانند تهدیدات بیولوژیکی و شیمیایی را از بین ببرند

مواد کامپوزیتی پارچه اسفنجی کریستالی قابل برنامه ریزی که برای از بین بردن تهدیدات بیولوژیکی و شیمیایی استفاده می شود. منبع تصویر: دانشگاه نورث وسترن
مواد کامپوزیت فیبر مبتنی بر MOF چند منظوره طراحی شده در اینجا ممکن است به عنوان یک پارچه محافظ در برابر تهدیدات بیولوژیکی و شیمیایی استفاده شود.
منسوجات حشره کش و سم زدا بر پایه N-کلرو چند منظوره و تجدیدپذیر از یک قاب آلی فلزی قوی زیرکونیوم (MOF) استفاده می کنند.
مواد کامپوزیتی فیبر فعالیت بیوسیدال سریعی را در برابر باکتری های گرم منفی (E. coli) و باکتری های گرم مثبت (Staphylococcus aureus) نشان می دهد و هر سویه را می توان تا 7 لگاریتم در عرض 5 دقیقه کاهش داد.
کامپوزیت های MOF/الیاف بارگیری شده با کلر فعال می توانند به طور انتخابی و سریع سولفور خردل و آنالوگ شیمیایی آن 2-کلرواتیل اتیل سولفید (CEES) را با نیمه عمر کمتر از 3 دقیقه تجزیه کنند.
یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه نورث وسترن یک پارچه کامپوزیتی چند منظوره ایجاد کرده است که می تواند تهدیدات بیولوژیکی (مانند ویروس کرونای جدید که باعث COVID-19 می شود) و تهدیدات شیمیایی (مانند مواردی که در جنگ شیمیایی استفاده می شود) را از بین ببرد.
پس از اینکه پارچه مورد تهدید قرار گرفت، می توان مواد را با یک عملیات سفید کننده ساده به حالت اولیه خود بازگرداند.
عمر فرها از دانشگاه نورث وسترن، که یک چارچوب فلزی-آلی یا متخصص MOF است، گفت: «داشتن یک ماده دو عملکردی که می تواند همزمان مواد سمی شیمیایی و بیولوژیکی را غیرفعال کند، بسیار مهم است زیرا پیچیدگی ادغام چند ماده برای تکمیل این کار بسیار بالا است. ، این اساس فناوری است.
فرها استاد شیمی در دانشکده هنر و علوم واینبرگ و نویسنده همکار این مطالعه است. او عضو موسسه بین المللی نانوتکنولوژی در دانشگاه نورث وسترن است.
کامپوزیت های MOF/الیاف بر اساس تحقیقات قبلی است که در آن تیم فرها نانوماده ای را ایجاد کردند که می تواند عوامل عصبی سمی را غیرفعال کند. از طریق برخی عملیات های کوچک، محققان همچنین می توانند عوامل ضد ویروسی و ضد باکتریایی را به مواد اضافه کنند.
فاها گفت که MOF یک "اسفنج حمام دقیق" است. مواد در اندازه نانو با سوراخ‌های زیادی طراحی شده‌اند که می‌توانند گاز، بخار و سایر مواد را مانند اسفنجی که آب را به دام می‌اندازند، به دام بیندازند. در پارچه کامپوزیت جدید، حفره MOF دارای کاتالیزوری است که می تواند مواد شیمیایی سمی، ویروس ها و باکتری ها را غیرفعال کند. نانومواد متخلخل را می توان به راحتی روی الیاف نساجی پوشاند.
محققان دریافتند که کامپوزیت های MOF/فیبر فعالیت سریعی در برابر SARS-CoV-2 و همچنین باکتری های گرم منفی (E. coli) و باکتری های گرم مثبت (Staphylococcus aureus) نشان دادند. علاوه بر این، کامپوزیت های MOF/الیاف بارگذاری شده با کلر فعال می توانند به سرعت گاز خردل و آنالوگ های شیمیایی آن (2-کلرواتیل اتیل سولفید، CEES) را تجزیه کنند. نانو منافذ مواد MOF پوشانده شده بر روی منسوجات به اندازه کافی گشاد است که اجازه خروج عرق و آب را می دهد.
فرها افزود که این ماده کامپوزیت مقیاس پذیر است زیرا فقط به تجهیزات اولیه پردازش نساجی نیاز دارد که در حال حاضر در صنعت استفاده می شود. هنگامی که این ماده همراه با ماسک استفاده می شود، این ماده باید به طور همزمان این کار را داشته باشد: محافظت از ماسک پوش در برابر ویروس های مجاور آن، و محافظت از افرادی که با فرد آلوده که ماسک می پوشد در تماس هستند.
محققان همچنین می توانند مکان های فعال مواد را در سطح اتمی درک کنند. این به آنها و دیگران اجازه می دهد تا روابط ساختار-عملکرد را برای ایجاد سایر مواد کامپوزیتی مبتنی بر MOF استخراج کنند.
بی حرکت کردن کلر فعال تجدید پذیر در کامپوزیت های نساجی MOF مبتنی بر زیرکونیوم برای از بین بردن تهدیدات بیولوژیکی و شیمیایی. مجله انجمن شیمی آمریکا، 30 سپتامبر 2021.
نوع سازمان نوع سازمان بخش خصوصی/صنعت دانشگاهی دولت فدرال ایالت/دولت محلی نظامی غیرانتفاعی رسانه/روابط عمومی دیگر