11 октября 2021 года Обзор Бетан Дэвис

]

Универсальная композитная ткань была разработана исследовательской группой Северо-Западного университета. Ткань может нейтрализовать как биологические угрозы, такие как новый коронавирус, вызывающий COVID-19, так и химические угрозы, подобные тем, которые используются в химической войне.

В общем, редко можно найти материал, эффективный против обоих классов угроз.

Более того, новый материал можно использовать повторно. После того, как ткань подвергнется угрозе, ее можно вернуть в исходное состояние с помощью простого отбеливателя. Таким образом, потенциальную ткань можно использовать в масках для лица и другой защитной одежде.

Наличие бифункционального материала, способного дезактивировать как химические, так и биологические токсичные агенты, имеет решающее значение, поскольку сложность объединения нескольких материалов для выполнения работы высока .

Омар Фарха, эксперт по металлоорганическим каркасам, Северо-Западный университет

MOF являются основой новой технологии. Фарха является соавтором исследования и профессором химии в Вайнбергском колледже искусств и наук. Он также является членом Северо-Западного международного института нанотехнологий.

Волокно или композит MOF основаны на предыдущем исследовании, в котором группа Фарха разработала наноматериал, который дезактивирует вредные нервно-паралитические агенты. Поскольку было проведено несколько небольших манипуляций, включение в материал антибактериальных и противовирусных агентов стало возможным благодаря ученым.

По словам Фархи, MOF – это сложные банные губки. В наноразмерных материалах предусмотрено несколько отверстий для улавливания паров, газов и других агентов, подобно тому, как губка улавливает воду.

В недавно разработанной композитной ткани полости MOF состоят из катализаторов, которые могут дезактивировать вредные бактерии, вирусы и химические вещества. Покрытие из пористого наноматериала можно легко нанести на текстильные волокна.

Исследование было недавно опубликовано в Журнале Американского химического общества (JACS).

Ученые обнаружили, что MOF или волокнистый композит проявляют быструю активность против SARS-CoV-2 и как грамположительных бактерий ( S. Aureus ), так и грамотрицательных бактерий ( E. coli ).

Кроме того, наполненный активным хлором MOF или волокнистый композит быстро разлагает сернистый ипритовый газ, а также его химический имитатор (2-хлорэтилэтилсульфид, CEES). Нанопоры MOF-материала, нанесенные на ткань, достаточно широки, чтобы позволить воде и потом уйти.

Фарха добавил, что композитный материал можно масштабировать, так как ему просто необходимо базовое оборудование для обработки текстиля, которое в настоящее время используется в промышленности. При включении в лицевую маску материал должен иметь возможность работать в обоих направлениях. То есть защита носителя маски от проникновения вируса в непосредственной близости от него, а также защита людей, которые вступают в контакт с инфицированным человеком, носящим маску.

Кроме того, ученые смогли расширить знания об активных центрах материала до атомного уровня. Это позволяет им и другим сделать вывод о взаимосвязях структура-свойство, которые могут проложить путь для создания других композитов на основе MOF.

Исследование финансировалось грантом RAPID Национального научного фонда (2029270), Управлением армейских исследований (W911NF2020136) и Агентством по уменьшению угрозы обороны (HDTRA1-18-1-0003 и CB3934).

Ссылка на журнал:

Cheung, Y.H., и др. . (2021) Иммобилизованный регенерируемый активный хлор в текстильном композите MOF на основе циркония для устранения биологических и химических угроз. Журнал Американского химического общества . doi.org/10.1021/jacs.1c08576.

Источник: https://www.northwestern.edu/[19459007visible