纳米材料织物可以在战场相关条件下摧毁神经毒剂

美国西北大学的科学家们成功地将一种能有效摧毁有毒神经毒剂的纳米材料与纺织纤维结合在一起。这种新型的复合材料有一天会被集成到防护服和口罩中，供面临危险环境的人们使用，比如化学战。

这种材料是一种锆基金属有机骨架(MOF)，它能在几分钟内降解一些人类已知的毒性最强的化学物质:VX和索曼(GD)，后者是沙林的一种毒性更强的亲戚。

“有了正确的化学方法，我们就能使有毒气体变得无毒，”这项研究的负责人、温伯格艺术与科学学院(Weinberg College of Arts and Sciences)的化学副教授奥马尔·k·法哈(Omar K. Farha)说。“这个过程发生在纳米级。”

这项研究最近发表在《美国化学学会杂志》上。

作者写道，据他们所知，他们的工作代表了第一个使用MOF复合材料高效催化水解神经毒剂模拟物的例子，而不使用液态水和有毒挥发性碱——这是一个主要优势。

这种新型复合材料将MOFs和非挥发性聚合物基整合到纺织纤维上。研究人员发现，在战场相关条件下，使用空气中的气态水，mof涂层纺织品可以有效地解毒神经毒剂。他们还发现，这种材料能够经受长时间的降解，比如汗液、大气中的二氧化碳和污染物。

这些特性使这种有希望的材料更接近于实际应用。

国际纳米技术研究所的成员Farha说:“MOFs可以捕获、存储和销毁大量令人讨厌的材料，这使得它们对于国防相关的应用非常有吸引力。”

MOFs是有序的网格状晶体。晶格的节点是金属，有机分子连接节点。在其非常宽敞的毛孔中，MOFs可以有效地捕捉气体和蒸汽，比如神经毒剂。

正是这些宽大的毛孔也能从空气中的湿气中吸收足够的水分，从而推动化学反应。在化学反应中，水被用来分解神经毒剂的化学键。

西北大学开发的方法试图取代目前使用的技术:活性炭和金属氧化物混合物，它们对神经毒剂的反应较慢。由于MOFs是由简单的组件构建的，因此这种新方法具有可伸缩性和经济性。

这项研究得到了国防威胁减少局(授予HDTRA1-18-1-0003和CB3934)和国家科学基金会研究生奖学金(授予dg -1842165)的支持。

这篇论文的题目是“在相关条件下，金属-有机框架在神经毒剂破坏保护层上的整合”。第一作者是Farha研究组的博士后陈志杰和马开凯。

(资料来源:Omar Farha at [email protected])

主题:纳米技术、研究、温伯格文理学院