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罕见的壮举:“海绵”织物可同时抵御生物威胁和化学威胁

可编程晶体海绵复合材料可用于制造口罩和防护服。

近日,美国西北大学的研究人员开发了一种罕见的多功能复合织物,它不仅可以消除新型冠状病毒带来的生物威胁,还能抵御化学武器产生的化学威胁。材料具备重复使用特性,经过简单的漂白处理,织物就能恢复原始状态。相关研究成果刊登在《美国化学会会志》中。

金属有机框架(MOFs)专家、西北大学研究人员Omar Farha说:“这种能同时使化学和生物毒剂失活的双功能材料非常关键,因为通过整合多种材料完成这项任务的复杂性实在太高了。”

在团队前期研究的基础上,Farha制造了一种能使神经毒剂失效的纳米材料,并在其中添加了抗病毒/抗菌剂。Farha说:“MOFs被称作‘精细的沐浴海绵’。这种纳米材料包含很多孔洞,能够像海绵吸水那样捕捉气体、蒸汽和其他介质。新型复合织物孔洞中的催化剂能够使有毒化学试剂、病毒和细菌失活,并且材料可以很轻松地涂覆在纺织纤维表面。”

研究人员发现,MOF/纤维复合材料对SARS-CoV-2、革兰氏阴性菌(大肠杆菌)和革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)均表现出明显活性。活性含氯MOF/纤维复合材料可快速降解硫芥子气及其化学模拟物2-氯乙基硫醚(CEES)。涂覆在织物上的MOFs材料的纳米孔径足够宽,能够让汗水及时排出。

Farha指出,新材料具备可扩展性,并且不会对现有的基本纺织加工设备造成新负担。用这种材料制作的口罩不仅能保护健康人群免受病毒感染,还能防止已感染人群传播病毒。此外,研究人员还从原子水平分析了材料的活性位点,这能使他们推导出构效关系,进而指导其他MOFs复合材料的制备。

科界原创

编译:雷鑫宇 审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊来源:《美国化学会会志》

期刊编号:0002-7863

原文链接:https://phys.org/news/2021-10-rare-feat-material-biological-chemical.html

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