生物学的および化学的脅威を排除するために使用される、プログラム可能な結晶性スポンジ生地複合材料。画像出典: ノースウェスタン大学
ここで設計された多機能 MOF ベースの繊維複合材料は、生物学的および化学的脅威に対する保護布として使用される可能性があります。
多機能で再生可能な N-クロロベースの殺虫・解毒繊維は、強力なジルコニウム金属有機フレーム (MOF) を使用しています。
繊維複合材料は、グラム陰性菌 (大腸菌) とグラム陽性菌 (黄色ブドウ球菌) の両方に対して迅速な殺生物活性を示し、各菌株を 5 分以内に対数 7 まで減少させることができます。
活性塩素を充填した MOF/繊維複合材は、硫黄マスタードとその化学類似体である 2-クロロエチルエチルスルフィド (CEES) を選択的かつ迅速に分解し、半減期は 3 分未満です。
ノースウェスタン大学の研究チームは、生物学的脅威（新型コロナウイルス感染症を引き起こす新型コロナウイルスなど）や化学的脅威（化学戦争で使用される脅威など）を排除できる多機能複合繊維を開発した。
生地が傷んでしまった場合でも、簡単な漂白処理で元の状態に戻すことができます。
「この研究を完了するために複数の材料を統合するのは非常に複雑なので、化学毒物と生物学的毒物を同時に不活化できる二重機能材料を持つことは非常に重要です」と金属有機フレームワークまたはMOFの専門家であるノースウェスタン大学のオマール・ファルハ氏は述べた。 、これはテクノロジーの基礎です。
ファーハ氏はワインバーグ芸術科学大学院の化学教授であり、この研究の共同責任著者でもある。彼はノースウェスタン大学国際ナノテクノロジー研究所の会員です。
MOF/繊維複合材料は、Farha のチームが有毒な神経剤を不活性化できるナノマテリアルを作成した以前の研究に基づいています。研究者は、いくつかの小さな操作を通じて、材料に抗ウイルス剤や抗菌剤を追加することもできます。
ファハさんは、MOFは「精密なバススポンジ」だと言いました。ナノサイズの材料は、スポンジが水を閉じ込めるように、ガス、蒸気、その他の物質を閉じ込めることができる多くの穴を持って設計されています。新しい複合ファブリックでは、MOF のキャビティに、有毒化学物質、ウイルス、細菌を不活化できる触媒が組み込まれています。多孔質ナノ材料は繊維上に簡単にコーティングできます。
研究者らは、MOF/繊維複合材料がSARS-CoV-2だけでなく、グラム陰性菌（大腸菌）やグラム陽性菌（黄色ブドウ球菌）に対しても迅速な活性を示すことを発見した。さらに、活性塩素が充填された MOF/繊維複合材は、マスタードガスとその化学類似体 (2-クロロエチルエチルスルフィド、CEES) を急速に分解する可能性があります。繊維上にコーティングされた MOF 素材のナノ細孔は、汗や水を逃がすのに十分な幅を持っています。
Farha 氏は、この複合材料は、現在業界で使用されている基本的な繊維加工装置のみを必要とするため、拡張性があると付け加えました。マスクと組み合わせて使用する場合、この材料は、マスク着用者を周囲のウイルスから保護することと、マスクを着用している感染者と接触する個人を保護することを同時に実行できなければなりません。
研究者は、材料の活性サイトを原子レベルで理解することもできます。これにより、彼らや他の企業は構造と性能の関係を導き出し、他の MOF ベースの複合材料を作成することができます。
再生可能な活性塩素をジルコニウムベースのMOF繊維複合材料に固定化し、生物学的および化学的脅威を排除します。アメリカ化学会誌、2021 年 9 月 30 日。
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投稿時間: 2021 年 10 月 23 日