Nanorør-infunderet tøj kan beskytte mod kemiske våben

Nervegifte er blandt verdens mest frygtede kemiske våben, men forskere ved National Institute of Standards and Technology (NIST) har demonstreret en måde at konstruere kulstofnanorør til at demontere molekylerne i en større klasse af disse kemikalier. I princippet, de siger, nanorørene kunne væves ind i tøj, der ødelægger nervestofferne ved kontakt, før de når huden.

Holdets eksperimenter viser, at nanorør - specielle molekyler, der ligner cylindre dannet af kyllingetråd - kan kombineres med en kobberbaseret katalysator, der er i stand til at bryde en nøglekemisk binding i klassen af ​​nervemidler, der inkluderer Sarin. En lille mængde katalysator kan bryde denne binding i et stort antal molekyler, potentielt gør en nervegift langt mindre skadelig. Fordi nanorør yderligere forbedrer katalysatorens nedbrydningsevne og nemt kan væves ind i stof, NIST-teammedlemmerne siger, at resultaterne kan hjælpe med at beskytte militært personel involveret i oprydningsoperationer.

Sarin - brugt i et Tokyos metroangreb i 1995 - er en af ​​flere dødelige nervestoffer fra en gruppe kaldet organofosfater. Mange er klassificeret som masseødelæggelsesvåben. Mens organofosfater er skadelige ved indånding, de er også farlige, hvis de absorberes gennem huden, og kan endda frigives fra tøjet, hvis det ikke er grundigt dekontamineret.

For at beskytte sig selv under forskning, holdet arbejdede ikke med egentlige nervegifte, men brugte i stedet et "mimic molecule", der indeholder en kemisk binding, der er identisk med den, der findes i organofosfater. At bryde denne binding splitter molekylet i stykker, der er langt mindre farlige.

Holdet udviklede en måde at fastgøre katalysatormolekylet til nanorørene og testede derefter effektiviteten af ​​rørkatalysatorkomplekset for at bryde bindingerne. For at udføre testen, komplekset blev deponeret på et lille ark papir og sat i en opløsning indeholdende det mimik-molekyle. Til sammenligning, katalysatoren uden nanorør blev testet samtidigt i en anden opløsning. Så var det et simpelt spørgsmål om at røre rundt og se kemi i aktion.

"Løsningen var oprindeligt gennemsigtig, næsten som vand, " siger holdets John Heddleston, "men så snart vi tilføjede papiret, opløsningen begyndte at blive gul, da nedbrydningsproduktet akkumulerede. Måling af denne farveændring over tid fortalte os mængden og hastigheden af ​​katalyse. Vi begyndte at se en mærkbar forskel inden for en time, og jo længere vi forlod det, jo mere gult blev det." Katalysator-nanorør-komplekset klarede sig langt bedre end katalysatoren alene.

Hovedefterforsker Angela Hight Walker siger, at flere spørgsmål skal besvares, før katalytiske nanorør begynder at dukke op i tøjet, såsom om det er bedre at tilføje katalysatoren til nanorørene før eller efter de er vævet ind i stoffet.

"Vi vil også gerne finde måder at få den katalytiske reaktion til at gå hurtigere, som altid er bedre, Hight Walker siger. "Men vores forskergruppe har fokuseret på den grundlæggende videnskab om nanopartikler i årevis, så vi er i en god position til at besvare disse spørgsmål."