Matériau composite en tissu éponge cristallin programmable utilisé pour éliminer les menaces biologiques et chimiques. Source de l'image : Université Northwestern
Le matériau composite fibreux multifonctionnel à base de MOF conçu ici peut être utilisé comme tissu de protection contre les menaces biologiques et chimiques.
Les textiles insecticides et détoxifiants multifonctionnels et renouvelables à base de N-chloro utilisent un solide cadre organique métallique en zirconium (MOF)
Le matériau composite fibreux présente une activité biocide rapide contre les bactéries à Gram négatif (E. coli) et les bactéries à Gram positif (Staphylococcus aureus), et chaque souche peut être réduite jusqu'à 7 logarithmes en 5 minutes.
Les composites MOF/fibres chargés en chlore actif peuvent dégrader sélectivement et rapidement la moutarde au soufre et son analogue chimique, le sulfure de 2-chloroéthyléthyle (CEES), avec une demi-vie inférieure à 3 minutes.
Une équipe de recherche de l’Université Northwestern a développé un tissu composite multifonctionnel capable d’éliminer les menaces biologiques (telles que le nouveau coronavirus à l’origine du COVID-19) et chimiques (telles que celles utilisées dans la guerre chimique).
Une fois le tissu menacé, le matériau peut être restauré à son état d'origine grâce à un simple traitement de blanchiment.
"Il est essentiel de disposer d'un matériau à double fonction capable d'inactiver simultanément les substances toxiques chimiques et biologiques, car la complexité de l'intégration de plusieurs matériaux pour mener à bien ce travail est très élevée", a déclaré Omar Farha de l'Université Northwestern, expert en structure métal-organique ou MOF. , c'est le fondement de la technologie.
Farha est professeur de chimie à la Weinberg School of Arts and Sciences et co-auteur correspondant de l’étude. Il est membre de l'Institut international de nanotechnologie de la Northwestern University.
Les composites MOF/fibre sont basés sur des recherches antérieures dans lesquelles l'équipe de Farha a créé un nanomatériau capable d'inactiver les agents neurotoxiques toxiques. Grâce à quelques petites opérations, les chercheurs peuvent également ajouter des agents antiviraux et antibactériens au matériau.
Faha a déclaré que MOF est une « éponge de bain de précision ». Les matériaux de taille nanométrique sont conçus avec de nombreux trous qui peuvent piéger les gaz, les vapeurs et d’autres substances, comme une éponge emprisonne l’eau. Dans le nouveau tissu composite, la cavité du MOF possède un catalyseur qui peut inactiver les produits chimiques toxiques, les virus et les bactéries. Les nanomatériaux poreux peuvent être facilement appliqués sur des fibres textiles.
Les chercheurs ont découvert que les composites MOF/fibres présentaient une activité rapide contre le SRAS-CoV-2, ainsi que contre les bactéries Gram-négatives (E. coli) et Gram-positives (Staphylococcus aureus). De plus, les composites MOF/fibres chargés en chlore actif peuvent rapidement dégrader le gaz moutarde et ses analogues chimiques (sulfure de 2-chloroéthyléthyle, CEES). Les nanopores du matériau MOF enduit sur le textile sont suffisamment larges pour permettre à la sueur et à l'eau de s'échapper.
Farha a ajouté que ce matériau composite est évolutif car il ne nécessite que des équipements de base de traitement textile actuellement utilisés dans l'industrie. Lorsqu'il est utilisé conjointement avec un masque, le matériau doit être capable d'accomplir à la fois : protéger le porteur du masque contre les virus se trouvant à proximité et protéger les personnes qui entrent en contact avec la personne infectée portant le masque.
Les chercheurs peuvent également comprendre les sites actifs des matériaux au niveau atomique. Cela leur permet, ainsi qu'à d'autres, de dériver des relations structure-performance pour créer d'autres matériaux composites à base de MOF.
Immobilisez le chlore actif renouvelable dans les composites textiles MOF à base de zirconium pour éliminer les menaces biologiques et chimiques. Journal de l'American Chemical Society, 30 septembre 2021.
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Heure de publication : 23 octobre 2021