ผ้าที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้แบบใหม่สามารถขจัดภัยคุกคามทางชีวภาพและเคมีได้

วัสดุคอมโพสิตผ้าฟองน้ำผลึกที่ตั้งโปรแกรมได้ซึ่งใช้เพื่อกำจัดภัยคุกคามทางชีวภาพและเคมี แหล่งที่มาของภาพ: มหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น
วัสดุคอมโพสิตไฟเบอร์แบบมัลติฟังก์ชั่นที่ออกแบบในที่นี้อาจใช้เป็นผ้าป้องกันภัยคุกคามทางชีวภาพและเคมี
สิ่งทอฆ่าแมลงและล้างสารพิษที่ใช้ N-คลอโรแบบอเนกประสงค์และหมุนเวียนได้ใช้โครงโลหะออร์แกนิกเซอร์โคเนียม (MOF) ที่แข็งแกร่ง
วัสดุผสมเส้นใยแสดงฤทธิ์ฆ่าเชื้ออย่างรวดเร็วต่อแบคทีเรียแกรมลบ (E. coli) และแบคทีเรียแกรมบวก (Staphylococcus aureus) และแต่ละสายพันธุ์สามารถลดลงได้ถึง 7 ลอการิทึมภายใน 5 นาที
คอมโพสิต MOF/ไฟเบอร์ที่เติมคลอรีนแบบแอคทีฟสามารถเลือกย่อยสลายมัสตาร์ดกำมะถันและสารเคมีอะนาล็อก 2-คลอโรเอทิลเอทิลซัลไฟด์ (CEES) ที่เป็นอะนาล็อกทางเคมีได้อย่างรวดเร็วและมีครึ่งชีวิตน้อยกว่า 3 นาที
ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์นได้พัฒนาผ้าคอมโพสิตอเนกประสงค์ที่สามารถกำจัดภัยคุกคามทางชีวภาพ (เช่น โคโรนาไวรัสใหม่ที่ทำให้เกิดโรคโควิด-19) และภัยคุกคามทางเคมี (เช่น ที่ใช้ในสงครามเคมี)
หลังจากที่ผ้าถูกคุกคาม วัสดุก็สามารถคืนสภาพเดิมได้ด้วยการฟอกสีแบบง่ายๆ
Omar Farha จากมหาวิทยาลัย Northwestern ซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านโลหะ-อินทรีย์หรือผู้เชี่ยวชาญด้าน MOF กล่าวว่า "การมีวัสดุที่มีฟังก์ชันสองประการซึ่งสามารถยับยั้งสารเคมีและสารพิษทางชีวภาพไปพร้อมๆ กันถือเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากความซับซ้อนในการบูรณาการวัสดุหลายชนิดเพื่อให้งานนี้เสร็จสมบูรณ์ นี่คือรากฐานของเทคโนโลยี
Farha เป็นศาสตราจารย์ด้านเคมีที่ Weinberg School of Arts and Sciences และเป็นผู้เขียนร่วมของการศึกษานี้ เขาเป็นสมาชิกของสถาบันนาโนเทคโนโลยีนานาชาติที่มหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น
คอมโพสิต MOF/ไฟเบอร์อิงจากการวิจัยก่อนหน้านี้ ซึ่งทีมของ Farha ได้สร้างวัสดุนาโนที่สามารถยับยั้งการทำงานของสารทำลายประสาทที่เป็นพิษได้ ด้วยการดำเนินการเล็กๆ น้อยๆ นักวิจัยยังสามารถเพิ่มสารต้านไวรัสและแบคทีเรียลงในวัสดุได้อีกด้วย
Faha กล่าวว่า MOF คือ “ฟองน้ำอาบน้ำที่มีความแม่นยำ” วัสดุขนาดนาโนได้รับการออกแบบให้มีรูหลายรูซึ่งสามารถดักจับก๊าซ ไอ และสารอื่นๆ เช่น ฟองน้ำดักน้ำ ในผ้าคอมโพสิตชนิดใหม่ ช่องของ MOF มีตัวเร่งปฏิกิริยาที่สามารถยับยั้งสารเคมีที่เป็นพิษ ไวรัส และแบคทีเรียได้ วัสดุนาโนที่มีรูพรุนสามารถเคลือบบนเส้นใยสิ่งทอได้อย่างง่ายดาย
นักวิจัยพบว่า MOF/ไฟเบอร์คอมโพสิตแสดงฤทธิ์อย่างรวดเร็วในการต่อต้าน SARS-CoV-2 รวมถึงแบคทีเรียแกรมลบ (E. coli) และแบคทีเรียแกรมบวก (Staphylococcus aureus) นอกจากนี้ MOF/คอมโพสิตไฟเบอร์ที่เติมแอคทีฟคลอรีนสามารถย่อยสลายก๊าซมัสตาร์ดและสารอะนาล็อกทางเคมีได้อย่างรวดเร็ว (2-คลอโรเอทิลเอทิลซัลไฟด์, CEES) ช่องนาโนของวัสดุ MOF ที่เคลือบบนสิ่งทอนั้นกว้างพอที่จะปล่อยให้เหงื่อและน้ำระบายออกไปได้
Farha เสริมว่าวัสดุคอมโพสิตนี้สามารถปรับขนาดได้ เนื่องจากต้องใช้เพียงอุปกรณ์แปรรูปสิ่งทอขั้นพื้นฐานที่ใช้ในอุตสาหกรรมในปัจจุบันเท่านั้น เมื่อใช้ร่วมกับหน้ากาก วัสดุควรจะสามารถทำงานได้ในเวลาเดียวกัน: เพื่อปกป้องผู้สวมหน้ากากจากไวรัสในบริเวณใกล้เคียง และเพื่อปกป้องบุคคลที่สัมผัสกับผู้ติดเชื้อที่สวมหน้ากาก
นักวิจัยยังสามารถเข้าใจตำแหน่งที่ใช้งานของวัสดุในระดับอะตอมได้ สิ่งนี้ทำให้พวกเขาและคนอื่นๆ ได้รับความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและประสิทธิภาพเพื่อสร้างวัสดุคอมโพสิตอื่นๆ ที่ใช้ MOF
ตรึงคลอรีนออกฤทธิ์หมุนเวียนในคอมโพสิตสิ่งทอ MOF ที่ใช้เซอร์โคเนียม เพื่อกำจัดภัยคุกคามทางชีวภาพและเคมี วารสารสมาคมเคมีอเมริกัน 30 กันยายน 2564
ประเภทองค์กร ประเภทองค์กร ภาคเอกชน/อุตสาหกรรม วิชาการ รัฐบาลกลาง รัฐ/รัฐบาลท้องถิ่น ทหาร สื่อไม่แสวงหากำไร/ประชาสัมพันธ์ อื่นๆ