Materiale composito in tessuto spugna cristallino programmabile utilizzato per eliminare le minacce biologiche e chimiche. Fonte immagine: Northwestern University
Il materiale composito in fibra multifunzionale a base MOF qui progettato può essere utilizzato come tessuto protettivo contro le minacce biologiche e chimiche.
I tessuti insetticidi e disintossicanti multifunzionali e rinnovabili a base di cloro N utilizzano un robusto telaio organico in metallo zirconio (MOF)
Il materiale composito in fibra mostra una rapida attività biocida sia contro i batteri Gram-negativi (E. coli) che contro i batteri Gram-positivi (Staphylococcus aureus) e ciascun ceppo può essere ridotto fino a 7 logaritmi in 5 minuti
I compositi MOF/fibra caricati con cloro attivo possono degradare selettivamente e rapidamente la mostarda di zolfo e il suo analogo chimico 2-cloroetil etil solfuro (CEES) con un'emivita inferiore a 3 minuti
Un gruppo di ricerca della Northwestern University ha sviluppato un tessuto composito multifunzionale in grado di eliminare le minacce biologiche (come il nuovo coronavirus che causa COVID-19) e le minacce chimiche (come quelle utilizzate nella guerra chimica).
Dopo che il tessuto è stato minacciato, il materiale può essere riportato al suo stato originale attraverso un semplice trattamento sbiancante.
"Avere un materiale a doppia funzione in grado di inattivare contemporaneamente le sostanze tossiche chimiche e biologiche è fondamentale perché la complessità dell'integrazione di più materiali per completare questo lavoro è molto elevata", ha affermato Omar Farha della Northwestern University, esperto di strutture metallo-organiche o MOF. , questo è il fondamento della tecnologia.
Farha è professore di chimica presso la Weinberg School of Arts and Sciences e co-autore dello studio. È membro dell'Istituto Internazionale di Nanotecnologia della Northwestern University.
I compositi MOF/fibra si basano su ricerche precedenti in cui il team di Farha aveva creato un nanomateriale in grado di inattivare gli agenti nervini tossici. Attraverso alcune piccole operazioni, i ricercatori possono anche aggiungere al materiale agenti antivirali e antibatterici.
Faha ha affermato che MOF è una “spugna da bagno di precisione”. I materiali di dimensioni nanometriche sono progettati con molti fori, che possono intrappolare gas, vapore e altre sostanze, proprio come una spugna intrappola l'acqua. Nel nuovo tessuto composito, la cavità del MOF ha un catalizzatore che può inattivare sostanze chimiche tossiche, virus e batteri. I nanomateriali porosi possono essere facilmente rivestiti su fibre tessili.
I ricercatori hanno scoperto che i compositi MOF/fibra mostravano una rapida attività contro SARS-CoV-2, nonché contro batteri Gram-negativi (E. coli) e batteri Gram-positivi (Staphylococcus aureus). Inoltre, i compositi MOF/fibra caricati con cloro attivo possono degradare rapidamente il gas mostarda e i suoi analoghi chimici (2-cloroetil etil solfuro, CEES). I nanopori del materiale MOF rivestito sul tessuto sono sufficientemente larghi da consentire la fuoriuscita del sudore e dell'acqua.
Farha ha aggiunto che questo materiale composito è scalabile perché richiede solo attrezzature di base per la lavorazione tessile attualmente utilizzate nell’industria. Se utilizzato insieme a una maschera, il materiale dovrebbe essere in grado di svolgere contemporaneamente le seguenti funzioni: proteggere chi indossa la maschera dai virus nelle vicinanze e proteggere le persone che entrano in contatto con la persona infetta che indossa la maschera.
I ricercatori possono anche comprendere i siti attivi dei materiali a livello atomico. Ciò consente loro e ad altri di ricavare relazioni struttura-prestazioni per creare altri materiali compositi basati su MOF.
Immobilizza il cloro attivo rinnovabile nei compositi tessili MOF a base di zirconio per eliminare le minacce biologiche e chimiche. Giornale dell'American Chemical Society, 30 settembre 2021.
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Orario di pubblicazione: 23 ottobre 2021