नए पुन: प्रयोज्य कपड़े जैविक और रासायनिक खतरों को खत्म कर सकते हैं

प्रोग्रामयोग्य क्रिस्टलीय स्पंज फैब्रिक मिश्रित सामग्री का उपयोग जैविक और रासायनिक खतरों को खत्म करने के लिए किया जाता है। छवि स्रोत: नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी
यहां डिज़ाइन की गई बहुक्रियाशील एमओएफ-आधारित फाइबर मिश्रित सामग्री का उपयोग जैविक और रासायनिक खतरों के खिलाफ एक सुरक्षात्मक कपड़े के रूप में किया जा सकता है।
बहुकार्यात्मक और नवीकरणीय एन-क्लोरो-आधारित कीटनाशक और विषहरण वस्त्र एक मजबूत ज़िरकोनियम धातु कार्बनिक फ्रेम (एमओएफ) का उपयोग करते हैं।
फाइबर मिश्रित सामग्री ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया (ई. कोली) और ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया (स्टैफिलोकोकस ऑरियस) दोनों के खिलाफ तेजी से जैवनाशक गतिविधि दिखाती है, और प्रत्येक तनाव को 5 मिनट के भीतर 7 लघुगणक तक कम किया जा सकता है।
सक्रिय क्लोरीन से भरे एमओएफ/फाइबर कंपोजिट सल्फर मस्टर्ड और इसके रासायनिक एनालॉग 2-क्लोरोइथाइल एथिल सल्फाइड (सीईईएस) को 3 मिनट से कम के आधे जीवन के साथ चुनिंदा और तेजी से नष्ट कर सकते हैं।
नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी की एक शोध टीम ने एक बहुक्रियाशील मिश्रित कपड़ा विकसित किया है जो जैविक खतरों (जैसे कि नया कोरोनोवायरस जो सीओवीआईडी ​​​​-19 का कारण बनता है) और रासायनिक खतरों (जैसे कि रासायनिक युद्ध में उपयोग किए जाने वाले) को खत्म कर सकता है।
कपड़े को खतरा होने के बाद, एक साधारण ब्लीचिंग उपचार के माध्यम से सामग्री को उसकी मूल स्थिति में बहाल किया जा सकता है।
मेटल-ऑर्गेनिक फ्रेमवर्क या एमओएफ विशेषज्ञ नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के उमर फरहा ने कहा, "एक दोहरी-कार्यात्मक सामग्री का होना जो एक साथ रासायनिक और जैविक विषाक्त पदार्थों को निष्क्रिय कर सके, महत्वपूर्ण है क्योंकि इस काम को पूरा करने के लिए कई सामग्रियों को एकीकृत करने की जटिलता बहुत अधिक है।" , यह प्रौद्योगिकी की नींव है।
फरहा वेनबर्ग स्कूल ऑफ आर्ट्स एंड साइंसेज में रसायन विज्ञान की प्रोफेसर और अध्ययन की सह-संबद्ध लेखिका हैं। वह नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी में इंटरनेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ नैनोटेक्नोलॉजी के सदस्य हैं।
एमओएफ/फाइबर कंपोजिट पहले के शोध पर आधारित हैं जिसमें फरहा की टीम ने एक नैनोमटेरियल बनाया जो विषाक्त तंत्रिका एजेंटों को निष्क्रिय कर सकता है। कुछ छोटे ऑपरेशनों के माध्यम से, शोधकर्ता सामग्री में एंटीवायरल और जीवाणुरोधी एजेंट भी जोड़ सकते हैं।
फाहा ने कहा कि एमओएफ एक "सटीक स्नान स्पंज" है। नैनो-आकार की सामग्रियों को कई छिद्रों के साथ डिज़ाइन किया गया है, जो गैस, वाष्प और अन्य पदार्थों को फँसा सकते हैं जैसे स्पंज पानी को फँसाता है। नए मिश्रित कपड़े में, एमओएफ की गुहा में एक उत्प्रेरक होता है जो जहरीले रसायनों, वायरस और बैक्टीरिया को निष्क्रिय कर सकता है। झरझरा नैनोमटेरियल को कपड़ा रेशों पर आसानी से लेपित किया जा सकता है।
शोधकर्ताओं ने पाया कि MOF/फाइबर कंपोजिट ने SARS-CoV-2, साथ ही ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया (ई. कोली) और ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया (स्टैफिलोकोकस ऑरियस) के खिलाफ तेजी से गतिविधि दिखाई। इसके अलावा, सक्रिय क्लोरीन से भरे एमओएफ/फाइबर कंपोजिट मस्टर्ड गैस और इसके रासायनिक एनालॉग्स (2-क्लोरोइथाइल एथिल सल्फाइड, सीईईएस) को तेजी से नष्ट कर सकते हैं। कपड़े पर लेपित एमओएफ सामग्री के नैनोपोर्स पसीने और पानी को बाहर निकलने की अनुमति देने के लिए पर्याप्त चौड़े हैं।
फरहा ने कहा कि यह मिश्रित सामग्री स्केलेबल है क्योंकि इसके लिए केवल उद्योग में वर्तमान में उपयोग किए जाने वाले बुनियादी कपड़ा प्रसंस्करण उपकरण की आवश्यकता होती है। जब मास्क के साथ संयोजन में उपयोग किया जाता है, तो सामग्री एक ही समय में कार्य करने में सक्षम होनी चाहिए: मास्क पहनने वाले को उसके आसपास के वायरस से बचाने के लिए, और मास्क पहनने वाले संक्रमित व्यक्ति के संपर्क में आने वाले व्यक्तियों की रक्षा करने के लिए।
शोधकर्ता परमाणु स्तर पर सामग्रियों की सक्रिय साइटों को भी समझ सकते हैं। यह उन्हें और अन्य लोगों को अन्य एमओएफ-आधारित समग्र सामग्री बनाने के लिए संरचना-प्रदर्शन संबंध प्राप्त करने की अनुमति देता है।
जैविक और रासायनिक खतरों को खत्म करने के लिए ज़िरकोनियम-आधारित एमओएफ टेक्सटाइल कंपोजिट में नवीकरणीय सक्रिय क्लोरीन को स्थिर करें। जर्नल ऑफ़ द अमेरिकन केमिकल सोसाइटी, 30 सितंबर, 2021।
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