Ohjelmoitava kiteinen sienikangaskomposiittimateriaali, jota käytetään poistamaan biologisia ja kemiallisia uhkia. Kuvan lähde: Northwestern University
Tässä suunniteltua monikäyttöistä MOF-pohjaista kuitukomposiittimateriaalia voidaan käyttää suojakankaana biologisia ja kemiallisia uhkia vastaan.
Monikäyttöiset ja uusiutuvat N-klooripohjaiset hyönteismyrkky- ja myrkkyjä poistavat tekstiilit käyttävät vahvaa zirkoniummetallia, orgaanista kehystä (MOF)
Kuitukomposiittimateriaalilla on nopea biosidinen aktiivisuus sekä gramnegatiivisia bakteereja (E. coli) että grampositiivisia bakteereja (Staphylococcus aureus) vastaan, ja kutakin kantaa voidaan vähentää jopa 7 logaritmilla 5 minuutissa.
Aktiivista klooria sisältävät MOF/kuitukomposiitit voivat hajottaa selektiivisesti ja nopeasti rikkisinappia ja sen kemiallista analogia 2-kloorietyylietyylisulfidia (CEES) alle 3 minuutin puoliintumisajalla
Northwestern Universityn tutkimusryhmä on kehittänyt monitoimisen komposiittikankaan, joka voi eliminoida biologiset uhat (kuten uusi koronavirus, joka aiheuttaa COVID-19:n) ja kemialliset uhat (kuten kemiallisessa sodassa käytetyt).
Kun kangas on uhattuna, materiaali voidaan palauttaa alkuperäiseen tilaansa yksinkertaisella valkaisukäsittelyllä.
"Kaksifunktionaalinen materiaali, joka voi samanaikaisesti inaktivoida kemiallisia ja biologisia myrkyllisiä aineita, on erittäin tärkeää, koska useiden materiaalien integroiminen tämän työn loppuun saattamiseksi on erittäin monimutkainen", sanoi Omar Farha Northwestern Universitystä, joka on metalli-orgaaninen runko tai MOF-asiantuntija. , tämä on tekniikan perusta.
Farha on kemian professori Weinberg School of Arts and Sciencesissa ja tutkimuksen toinen kirjoittaja. Hän on Northwestern Universityn kansainvälisen nanoteknologiainstituutin jäsen.
MOF/kuitukomposiitit perustuvat aikaisempaan tutkimukseen, jossa Farhan tiimi loi nanomateriaalin, joka voi inaktivoida myrkyllisiä hermoaineita. Pienillä toimenpiteillä tutkijat voivat lisätä materiaaliin myös virus- ja antibakteerisia aineita.
Faha sanoi, että MOF on "tarkkuuskylpysieni". Nanokokoisissa materiaaleissa on monia reikiä, jotka voivat vangita kaasua, höyryä ja muita aineita, kuten sieni vangitsee vettä. Uudessa komposiittikankaassa MOF:n ontelossa on katalyytti, joka voi inaktivoida myrkyllisiä kemikaaleja, viruksia ja bakteereja. Huokoiset nanomateriaalit voidaan helposti päällystää tekstiilikuiduille.
Tutkijat havaitsivat, että MOF/kuitukomposiitit osoittivat nopeaa aktiivisuutta SARS-CoV-2:ta sekä gramnegatiivisia bakteereja (E. coli) ja grampositiivisia bakteereja (Staphylococcus aureus) vastaan. Lisäksi aktiivisella kloorilla ladatut MOF/kuitukomposiitit voivat hajottaa nopeasti sinappikaasua ja sen kemiallisia analogeja (2-kloorietyylietyylisulfidi, CEES). Tekstiiliin päällystetyn MOF-materiaalin nanohuokoset ovat riittävän leveitä, jotta hiki ja vesi pääsevät ulos.
Farha lisäsi, että tämä komposiittimateriaali on skaalautuva, koska se vaatii vain teollisuudessa tällä hetkellä käytössä olevia perustekstiilien käsittelylaitteita. Maskin kanssa käytettynä materiaalin tulee pystyä toimimaan samanaikaisesti: suojaamaan maskin käyttäjää läheisyydessä olevilta viruksilta ja suojaamaan henkilöitä, jotka ovat kosketuksissa maskia käyttävän tartunnan saaneen henkilön kanssa.
Tutkijat voivat myös ymmärtää materiaalien aktiivisia paikkoja atomitasolla. Tämän ansiosta he ja muut voivat johtaa rakenteen ja suorituskyvyn suhteita muiden MOF-pohjaisten komposiittimateriaalien luomiseksi.
Immobilisoi uusiutuva aktiivinen kloori zirkoniumpohjaisiin MOF-tekstiilikomposiitteihin biologisten ja kemiallisten uhkien poistamiseksi. Journal of the American Chemical Society, 30. syyskuuta 2021.
Organisaation tyyppi Organisaation tyyppi Yksityinen sektori/teollisuus Akateeminen Liittovaltion osavaltio/paikallinen hallinto Military Non-profit Media/PR Muu
Postitusaika: 23.10.2021