Material composto de tecido esponjoso cristalino programável usado para eliminar ameaças biológicas e químicas. Fonte da imagem: Universidade Northwestern
O material compósito de fibra multifuncional baseado em MOF projetado aqui pode ser usado como um pano protetor contra ameaças biológicas e químicas.
Têxteis inseticidas e desintoxicantes multifuncionais e renováveis à base de N-cloro usam uma forte estrutura orgânica de metal de zircônio (MOF)
O material compósito de fibra apresenta rápida atividade biocida contra bactérias Gram-negativas (E. coli) e bactérias Gram-positivas (Staphylococcus aureus), e cada cepa pode ser reduzida em até 7 logaritmos em 5 minutos.
Compósitos MOF/fibra carregados com cloro ativo podem degradar seletiva e rapidamente a mostarda de enxofre e seu análogo químico sulfeto de 2-cloroetil etil (CEES) com meia-vida inferior a 3 minutos
Uma equipa de investigação da Northwestern University desenvolveu um tecido composto multifuncional que pode eliminar ameaças biológicas (como o novo coronavírus que causa a COVID-19) e ameaças químicas (como as utilizadas na guerra química).
Após o tecido ser ameaçado, o material pode ser restaurado ao seu estado original através de um simples tratamento de branqueamento.
“Ter um material de dupla funcionalidade que possa inativar simultaneamente tóxicos químicos e biológicos é fundamental porque a complexidade da integração de vários materiais para completar este trabalho é muito alta”, disse Omar Farha, da Northwestern University, que é especialista em estruturas metal-orgânicas ou MOF. , esta é a base da tecnologia.
Farha é professor de química na Escola de Artes e Ciências Weinberg e co-autor correspondente do estudo. Ele é membro do Instituto Internacional de Nanotecnologia da Northwestern University.
Os compósitos MOF/fibra são baseados em pesquisas anteriores nas quais a equipe de Farha criou um nanomaterial que pode inativar agentes nervosos tóxicos. Através de algumas pequenas operações, os pesquisadores também podem adicionar agentes antivirais e antibacterianos ao material.
Faha disse que o MOF é uma “esponja de banho de precisão”. Os materiais de tamanho nanométrico são projetados com muitos orifícios, que podem reter gases, vapores e outras substâncias, como uma esponja retém água. No novo tecido compósito, a cavidade do MOF possui um catalisador que pode inativar produtos químicos tóxicos, vírus e bactérias. Nanomateriais porosos podem ser facilmente revestidos em fibras têxteis.
Os pesquisadores descobriram que os compósitos MOF/fibra mostraram atividade rápida contra SARS-CoV-2, bem como bactérias Gram-negativas (E. coli) e bactérias Gram-positivas (Staphylococcus aureus). Além disso, os compósitos MOF/fibra carregados com cloro ativo podem degradar rapidamente o gás mostarda e seus análogos químicos (sulfeto de 2-cloroetil etil, CEES). Os nanoporos do material MOF revestido no tecido são largos o suficiente para permitir a saída do suor e da água.
Farha acrescentou que este material compósito é escalável porque requer apenas equipamentos básicos de processamento têxtil atualmente utilizados na indústria. Quando usado em conjunto com uma máscara, o material deve ser capaz de funcionar ao mesmo tempo: proteger o usuário da máscara contra vírus nas proximidades e proteger os indivíduos que entram em contato com a pessoa infectada que usa a máscara.
Os pesquisadores também podem compreender os sítios ativos dos materiais em nível atômico. Isso permite que eles e outros obtenham relações estrutura-desempenho para criar outros materiais compostos baseados em MOF.
Imobilize cloro ativo renovável em compósitos têxteis MOF à base de zircônio para eliminar ameaças biológicas e químicas. Jornal da American Chemical Society, 30 de setembro de 2021.
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Horário da postagem: 23 de outubro de 2021