(SARS-CoV-2-Immagine Credit Public Domain).
Un team di ricerca della Northwestern University ha sviluppato un tessuto composito versatile in grado di disattivare sia le minacce biologiche, come il nuovo coronavirus SARS-CoV-2 che causa COVID-19, sia le minacce chimiche, come quelle utilizzate nella guerra chimica. Un materiale efficace contro entrambe le classi di minacce è raro.
Immagine: composito spugna-tessile cristallino programmabile.
Il materiale è anche riutilizzabile. Può essere ripristinato allo stato originale dopo che il tessuto è stato esposto a minacce con un semplice trattamento di candeggina. Il tessuto promettente potrebbe essere utilizzato in maschere per il viso e altri indumenti protettivi.
“Avere un materiale bifunzionale che ha la capacità di disattivare agenti tossici sia chimici che biologici è fondamentale poiché la complessità di integrare più materiali per svolgere il lavoro è elevata”, ha affermato Omar Farha della Northwestern, un esperto di strutture metallo-organiche, o MOF, che è la base della tecnologia.
Farha, Professore di chimica al Weinberg College of Arts and Sciences, è uno degli autori dello studio. È membro dell’International Institute for Nanotechnology della Northwestern.
Il composito MOF/fibra si basa su uno studio precedente in cui il team di Farha ha creato un nanomateriale che disattiva gli agenti nervini tossici. Con alcune piccole manipolazioni, i ricercatori sono stati in grado di incorporare nel materiale anche agenti antivirali e antibatterici.
“I MOF sono “spugne da bagno sofisticate“, ha detto Farha. I materiali di dimensioni nanometriche sono progettati con molti fori che possono catturare gas, vapori e altri agenti come una spugna cattura l’acqua. Nel nuovo tessuto composito, le cavità dei MOF hanno catalizzatori in grado di disattivare sostanze chimiche tossiche, virus e batteri. Il nanomateriale poroso può essere facilmente applicato su fibre tessili.
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Lo studio è stato pubblicato di recente sul Journal of the American Chemical Society (JACS).
I ricercatori hanno scoperto che il composito MOF/fibra ha mostrato una rapida attività contro SARS-CoV-2 e sia batteri gram-negativi (E. coli) che batteri gram-positivi (S. aureus). Inoltre, il composto MOF/fibra caricato con cloro attivo ha degradato rapidamente il gas di zolfo e il suo simulante chimico (2-cloroetil etil solfuro, CEES). I nanopori del materiale MOF rivestiti sul tessuto sono sufficientemente ampi da consentire la fuoriuscita di sudore e acqua.
“Il materiale composito è scalabile”, ha aggiunto Farha, “poiché richiede solo attrezzature di base per la lavorazione dei tessuti attualmente utilizzate dall’industria. Quando incorporato in una maschera facciale, il materiale dovrebbe essere in grado di funzionare in entrambi i modi: proteggere chi indossa la maschera dal virus nelle sue vicinanze e proteggere le persone che entrano in contatto con una persona infetta che indossa la maschera”.
I ricercatori sono stati anche in grado di sviluppare una comprensione dei siti attivi del materiale fino al livello atomico. Ciò consente a loro e ad altri di derivare relazioni struttura-proprietà che possono portare alla creazione di altri compositi basati su MOF.
Il titolo dell’articolo è ” Cloro attivo rigenerabile immobilizzato all’interno di un composito tessile MOF a base di zirconio per eliminare le minacce biologiche e chimiche“. Yuk Ha Cheung della Hong Kong Polytechnic University e Kaikai Ma della Northwestern University sono i primi autori del documento.
Fonte:JACS
