محققان دانشگاه ایالت کالیفرنیای شمالی و مرکز بیولوژیک شیمیایی توسعهی قابلیتهای جنگی ارتش آمریکا (CCDC CBC) پارچه‌های کاربردی تولید کردهاند که طی آزمایش‌ها، محرک عامل تاول را در شرایط با رطوبت نسبی 80 درصد خنثی کرده است. این پوشش جدید همچنین می‌تواند گاز آمونیاک که یک محصول شیمیایی رایج در صنایع آمریکاست را به دام بیندازد.
به گفتهی دکتر دنیس تی لی، بیش از یک قرن است که عوامل شیمیایی جنگی سلامت ما را تهدید می‌کنند؛ از گازهای خردل و کلر در جنگ جهانی اول تا حملات اخیر به شهروندان سوری. بنابراین، ما باید راهی برای به دام انداختن و تجزیهی شیمیایی گازهای سمی پیدا کنیم تا بتوانیم ابزارهای حفاظتی مؤثرتر و کاربردیتری بسازیم.
در این پژوهش، محققان با چارچوبهای فلزی-آلی (MOFs)، پوششهایی که بر الیاف میکرو سنتز شدهاند، کار کردهاند. در این روش دو چالش اساسی وجود دارد؛ چالش اول تولید چارچوبهای فلزی-آلی است که بتواند در حضور رطوبت و در حالی که ترکیبات پرخطر را در لایهای نازک نگه میدارد، پایدار بماند؛ این فرآیند با نام جذب/جذب سطحی شناخته میشود. چالش دوم دست یافتن به پوششی است که بتواند سموم شیمیایی را به طور مؤثری تجزیه کند.
تیم تحقیقاتی در ابتدا لایهای آب پایدار از MOFهای بر پایهی مس (Cu) ایجاد کردند. آنها به جای کار کردن با منابع پودری، از لایهای جامد که بر الیاف رسوبگذاری شده بود استفاده کردند. این کار جذب آمونیاک را تا سه برابر حالت پودری افزایش داد.
تصاویر میکروسکوپ الکترونی MOFهایی را با آرایش کریستالی نشان می‌دهد که به صورت شعاعی به خارج از الیاف رشد کردهاند، شکلی ممتاز که تاکنون گزارش نشده بود. MOFها پیوندی محکم با سطح الیاف پلی‌پروپیلن برقرار کرده و هنگام کار در آزمایشگاه و حتی هنگام جارو شدن با برس نایلونی نیز پوسته پوسته نمیشوند.
به گفتهی آقای لی، این صفآرایی، پوشش متراکمی بر روی الیاف تشکیل داده که یکپارچگی و چسبندگی بیشتری با سطح داشته و در جذب گازهای خطرناک عملکرد بهتری داشته است. این نانوکامپوزیتهای جدید با پوشش MOF این قابلیت را دارند که به عنوان لایه پایه در منسوجات حفاظتی استفاده شوند. این روش برای استفاده در پارچههایی که کاربردهای چندگانه دارند (مانند حسگرها) نیز مناسب است.
