Programmerbart kristallint svamptyg kompositmaterial som används för att eliminera biologiska och kemiska hot. Bildkälla: Northwestern University
Det multifunktionella MOF-baserade fiberkompositmaterialet som designats här kan användas som en skyddsduk mot biologiska och kemiska hot.
Multifunktionella och förnybara N-klorbaserade insekticida och avgiftande textilier använder en stark zirkoniummetall organisk ram (MOF)
Fiberkompositmaterialet visar snabb biocidaktivitet mot både gramnegativa bakterier (E. coli) och grampositiva bakterier (Staphylococcus aureus), och varje stam kan reduceras med upp till 7 logaritmer inom 5 minuter
MOF/fiberkompositer laddade med aktivt klor kan selektivt och snabbt bryta ned svavelsenap och dess kemiska analog 2-kloroetyletylsulfid (CEES) med en halveringstid på mindre än 3 minuter
Ett forskarlag från Northwestern University har utvecklat en multifunktionell kompositväv som kan eliminera biologiska hot (som det nya coronaviruset som orsakar COVID-19) och kemiska hot (som de som används i kemisk krigföring).
Efter att tyget är hotat kan materialet återställas till sitt ursprungliga tillstånd genom en enkel blekningsbehandling.
"Att ha ett dubbelfunktionellt material som samtidigt kan inaktivera kemiska och biologiska giftiga ämnen är avgörande eftersom komplexiteten i att integrera flera material för att slutföra detta arbete är mycket hög", säger Omar Farha från Northwestern University, som är expert på metallorganisk ram eller MOF , detta är grunden för tekniken.
Farha är professor i kemi vid Weinberg School of Arts and Sciences och medförfattare till studien. Han är medlem i International Institute of Nanotechnology vid Northwestern University.
MOF/fiberkompositer är baserade på tidigare forskning där Farhas team skapat ett nanomaterial som kan inaktivera giftiga nervämnen. Genom några små operationer kan forskare även tillsätta antivirala och antibakteriella medel till materialet.
Faha sa att MOF är en "precisionsbadsvamp." Material i nanostorlek är utformade med många hål, som kan fånga in gas, ånga och andra ämnen som en svamp fångar vatten. I det nya komposittyget har hålrummet i MOF en katalysator som kan inaktivera giftiga kemikalier, virus och bakterier. Porösa nanomaterial kan lätt beläggas på textilfibrer.
Forskare fann att MOF/fiberkompositer visade snabb aktivitet mot SARS-CoV-2, såväl som gramnegativa bakterier (E. coli) och grampositiva bakterier (Staphylococcus aureus). Dessutom kan MOF/fiberkompositer laddade med aktivt klor snabbt bryta ned senapsgas och dess kemiska analoger (2-kloretyletylsulfid, CEES). Nanoporerna i MOF-materialet som är belagt på textilen är tillräckligt breda för att svett och vatten ska kunna rinna ut.
Farha tillade att detta kompositmaterial är skalbart eftersom det bara kräver grundläggande textilbearbetningsutrustning som för närvarande används inom industrin. När det används tillsammans med en mask ska materialet kunna fungera samtidigt: för att skydda maskbäraren från virus i deras närhet och för att skydda individer som kommer i kontakt med den smittade personen som bär masken.
Forskare kan också förstå de aktiva platserna för material på atomnivå. Detta tillåter dem och andra att härleda struktur-prestanda-relationer för att skapa andra MOF-baserade kompositmaterial.
Immobilisera förnybart aktivt klor i zirkoniumbaserade MOF-textilkompositer för att eliminera biologiska och kemiska hot. Journal of the American Chemical Society, 30 september 2021.
Organisationstyp Organisationstyp Privat sektor/industri Akademisk Federal regering Stat/Lokalregering Militär ideell media/public relationer Övrigt
Posttid: 2021-okt-23