Les composites fabriqués à partir d'armatures métallo-organiques peuvent détruire les agents neurotoxiques dans des conditions appropriées. Crédit :Journal de l'American Chemical Society
Des scientifiques de la Northwestern University ont réussi à combiner un nanomatériau efficace pour détruire les agents neurotoxiques toxiques avec des fibres textiles. Ce nouveau matériau composite pourrait un jour être intégré dans des combinaisons de protection et des masques faciaux destinés aux personnes confrontées à des conditions dangereuses, comme la guerre chimique.
Le matériel, une armature organométallique (MOF) à base de zirconium, dégrade en quelques minutes certains des agents chimiques les plus toxiques connus de l'humanité :le VX et le soman (GD), un parent plus toxique du sarin.
"Avec la bonne chimie, nous pouvons rendre les gaz toxiques non toxiques, " a déclaré Omar K. Farha, professeur agrégé de chimie au Weinberg College of Arts and Sciences, qui a dirigé la recherche. "L'action se déroule au niveau nano."
L'étude a été publiée récemment dans le Journal de l'American Chemical Society .
Les auteurs écrivent que leur travail représente, au meilleur de leur connaissance, le premier exemple d'utilisation de composites MOF pour l'hydrolyse catalytique efficace de simulants d'agents neurotoxiques sans utiliser d'eau liquide et de bases volatiles toxiques, un avantage majeur.
Le nouveau matériau composite intègre des MOF et des bases polymères non volatiles sur des fibres textiles. Les chercheurs ont découvert que les textiles enduits de MOF détoxifient efficacement les agents neurotoxiques dans des conditions pertinentes sur le champ de bataille en utilisant l'eau gazeuse dans l'air. Ils ont également constaté que le matériau résiste pendant une longue période à des conditions dégradantes, comme la sueur, le dioxyde de carbone atmosphérique et les polluants.
Les composites fabriqués à partir d'armatures métallo-organiques peuvent détruire les agents neurotoxiques dans des conditions appropriées. Crédit :Journal de l'American Chemical Society
Ces caractéristiques rapprochent le matériau prometteur d'une utilisation pratique sur le terrain.
"Les MOF peuvent capturer, stocker et détruire une grande partie du matériel désagréable, les rendant très attractifs pour les applications liées à la défense, " dit Farha, membre de l'Institut international de nanotechnologie.
Les MOF sont bien ordonnés, cristaux en forme de réseau. Les nœuds des réseaux sont des métaux, et des molécules organiques relient les nœuds. Dans leurs pores très spacieux, Les MOF peuvent capturer efficacement les gaz et les vapeurs, tels que les agents neurotoxiques.
Intégration de structures métallo-organiques sur des couches protectrices pour la destruction d'agents neurotoxiques dans des conditions pertinentes. Crédit: Journal de l'American Chemical Society
Ce sont ces pores spacieux qui peuvent également extraire suffisamment d'eau de l'humidité de l'air pour entraîner la réaction chimique dans laquelle l'eau est utilisée pour briser les liaisons de l'agent neurotoxique.
L'approche développée à Northwestern vise à remplacer la technologie actuellement utilisée :mélanges de charbon actif et d'oxydes métalliques, qui réagissent plus lentement aux agents neurotoxiques. Parce que les MOF sont construits à partir de composants simples, la nouvelle approche est évolutive et économique.
Le titre de l'article est "Integration of Metal-Organic Frameworks on Protective Layers for Destruction of Nerve Agents under Relevant Conditions". Les premiers auteurs sont Zhijie Chen et Kaikai Ma, stagiaires postdoctoraux dans le groupe de recherche de Farha.
