Programowalny materiał kompozytowy z krystalicznej tkaniny gąbczastej stosowany w celu eliminacji zagrożeń biologicznych i chemicznych. Źródło obrazu: Northwestern University
Zaprojektowany wielofunkcyjny materiał kompozytowy z włókien na bazie MOF może znaleźć zastosowanie jako tkanina chroniąca przed zagrożeniami biologicznymi i chemicznymi.
Wielofunkcyjne i odnawialne tekstylia owadobójcze i detoksykujące na bazie N-chloro, wykorzystują mocną organiczną ramę z metalu cyrkonowego (MOF)
Włóknisty materiał kompozytowy wykazuje szybkie działanie biobójcze zarówno wobec bakterii Gram-ujemnych (E. coli), jak i Gram-dodatnich (Staphylococcus aureus), a każdy szczep można zredukować nawet o 7 logarytmów w ciągu 5 minut
Kompozyty MOF/włókno obciążone aktywnym chlorem mogą selektywnie i szybko rozkładać iperyt siarkowy i jego chemiczny analog, siarczek 2-chloroetyloetylowy (CEES), z okresem półtrwania krótszym niż 3 minuty
Zespół badawczy z Northwestern University opracował wielofunkcyjną tkaninę kompozytową, która może eliminować zagrożenia biologiczne (takie jak nowy koronawirus powodujący COVID-19) i zagrożenia chemiczne (takie jak te stosowane w wojnie chemicznej).
Gdy tkanina jest zagrożona, materiał można przywrócić do pierwotnego stanu poprzez prostą obróbkę wybielającą.
„Posiadanie dwufunkcyjnego materiału, który może jednocześnie inaktywować chemiczne i biologiczne substancje toksyczne, ma kluczowe znaczenie, ponieważ złożoność integracji wielu materiałów w celu ukończenia tej pracy jest bardzo duża” – powiedział Omar Farha z Northwestern University, który jest ekspertem w dziedzinie metaloorganicznej lub MOF , to jest podstawa technologii.
Farha jest profesorem chemii w Weinberg School of Arts and Sciences i współautorem badania. Jest członkiem Międzynarodowego Instytutu Nanotechnologii na Northwestern University.
Kompozyty MOF/włókna opierają się na wcześniejszych badaniach, w ramach których zespół Farha stworzył nanomateriał, który może inaktywować toksyczne czynniki nerwowe. Za pomocą drobnych operacji badacze mogą również dodać do materiału środki przeciwwirusowe i przeciwbakteryjne.
Faha stwierdziła, że MOF to „precyzyjna gąbka do kąpieli”. Materiały o rozmiarach nano są zaprojektowane z wieloma otworami, które mogą zatrzymywać gaz, parę i inne substancje, podobnie jak gąbka wychwytuje wodę. W nowej tkaninie kompozytowej wnęka MOF zawiera katalizator, który może inaktywować toksyczne chemikalia, wirusy i bakterie. Porowate nanomateriały można łatwo powlekać włóknami tekstylnymi.
Naukowcy odkryli, że kompozyty MOF/włókno wykazały szybką aktywność przeciwko SARS-CoV-2, a także bakteriom Gram-ujemnym (E. coli) i Gram-dodatnim (Staphylococcus aureus). Ponadto kompozyty MOF/włókno obciążone aktywnym chlorem mogą szybko rozkładać gaz musztardowy i jego chemiczne analogi (siarczek 2-chloroetyloetylu, CEES). Nanopory materiału MOF pokrytego tkaniną są wystarczająco szerokie, aby umożliwić ucieczkę potu i wody.
Farha dodała, że ten materiał kompozytowy jest skalowalny, ponieważ wymaga jedynie podstawowego sprzętu do przetwarzania tekstyliów stosowanego obecnie w przemyśle. Materiał używany w połączeniu z maską powinien jednocześnie spełniać funkcje: chronić osobę noszącą maskę przed wirusami w jego pobliżu oraz chronić osoby, które mają kontakt z osobą noszącą maskę zarażoną.
Naukowcy mogą również poznać miejsca aktywne materiałów na poziomie atomowym. Dzięki temu zarówno oni, jak i inni mogą uzyskać zależności między strukturą a wydajnością w celu stworzenia innych materiałów kompozytowych na bazie MOF.
Immobilizuj odnawialny aktywny chlor w kompozytach tekstylnych MOF na bazie cyrkonu, aby wyeliminować zagrożenia biologiczne i chemiczne. Journal of the American Chemical Society, 30 września 2021 r.
Typ organizacji Typ organizacji Sektor prywatny/przemysł Akademicki Rząd federalny Stan/samorząd lokalny Wojsko Non-profit Media/Public Relations Inne
Czas publikacji: 23 października 2021 r