Stoffer, der beskytter mod kemiske krigsførende stoffer

En ny belægning til tekstilfibre viser løfte om effektivt at opfange giftige industrielle kemikalier og kemiske krigsførende midler under virkelige forhold, herunder høj luftfugtighed. Forskningen kan føre til forbedrede masker og personlige værnemidler til soldater og andre, der er i fare for at blive udsat.

Forskere ved North Carolina State University og den amerikanske hærs Combat Capabilities Development Command Chemical Biological Center (CCDC CBC) udviklede funktionelle tekstiler, der neutraliserede en blæredannelsessimulant under forhold med 80 procent relativ luftfugtighed. Den nye belægning fangede også ammoniakgas, et almindeligt produceret industrikemikalie i U.S.A.

"I mere end et århundrede, vi har haft trusler fra kemiske krigsførende agenter, fra klor og sennepsgas i Første Verdenskrig til nylige angreb mod civile i Syrien, siger Dennis T. Lee, en nylig ph.d. modtager i NC State og hovedforfatter til en artikel om værket. "Vi er nødt til at finde måder at opfange og kemisk nedbryde giftige gasser for praktisk, bedre ydende beskyttelsesudstyr."

Forskere arbejdede med metal-organiske rammer (MOF'er) - belægninger, der syntetiseres over mikrofibre. Der er to væsentlige udfordringer. Den første ligger i at skabe MOF'er, der kan forblive stabile i nærvær af fugt, mens de holder de farlige forbindelser i en tynd film, en proces kendt som adsorption/absorption. Den anden er at opnå en belægning, der er effektiv til at nedbryde giftige kemikalier.

Holdet skabte en vandstabil kobber (Cu)-baseret MOF-film. I stedet for at arbejde med en pulverkilde, forskere brugte en fast film aflejret på fiberen, som opfangede tre gange mere ammoniakgas end det samme MOF-pulver.

Elektronmikroskopbilleder viste MOF'er i krystalformationer, der voksede radialt ud fra fiberen - en karakteristisk form, der ikke tidligere var blevet rapporteret. MOF'erne bundede stærkt med overfladen af ​​polypropylenfibrene, modstår afskalning, når den håndteres i laboratoriet, og når den fejes med en nylonbørste.

"Denne justering dannede en tæt belægning på fibrene, med bedre integration og vedhæftning til overfladen, og forbedret adsorptiv ydeevne for farlige gasser, " siger Lee.

De nye MOF-coatede kompositter har potentiale til at blive brugt som basisfilm i beskyttende tekstiler, siger Lee. Metoden vil også være velegnet til brug i smarte tekstiler, der har flere funktioner, såsom sensorer, tilføjer han.

Fremtidige planer kræver afprøvning af de nye materialer med ægte kemiske krigsmidler, arbejder med eksperter fra den amerikanske hær ved CCDC CBC.

Artiklen, "Vandstabile kemisk-beskyttende tekstiler via Euhedral overfladeorienterede 2-D Cu-TCPP metal-organiske rammer, " er offentliggjort i tidsskriftet Lille .