Gli agenti nervosi sono tra le armi chimiche più temute al mondo, ma gli scienziati del National Institute of Standards and Technology (NIST) hanno dimostrato un modo per progettare nanotubi di carbonio per smantellare le molecole di una classe importante di queste sostanze chimiche. In linea di principio, dicono, i nanotubi potrebbero essere intrecciati in indumenti che distruggono gli agenti nervini a contatto prima che raggiungano la pelle.

Gli esperimenti del team mostrano che i nanotubi, molecole speciali che assomigliano a cilindri formati da filo di pollo, possono essere combinati con un catalizzatore a base di rame in grado di rompere un legame chimico chiave nella classe degli agenti nervini che include il Sarin. Una piccola quantità di catalizzatore può rompere questo legame in un gran numero di molecole, potenzialmente rendendo un agente nervino molto meno dannoso. Poiché i nanotubi migliorano ulteriormente la capacità di degradazione del catalizzatore e possono essere facilmente intrecciati in tessuto, i membri del team del NIST affermano che i risultati potrebbero aiutare a proteggere il personale militare coinvolto nelle operazioni di pulizia.

Il Sarin, utilizzato in un attacco alla metropolitana di Tokyo del 1995, è uno dei tanti agenti nervini mortali di un gruppo chiamato organofosfati. Molti sono classificati come armi di distruzione di massa. Mentre gli organofosfati sono dannosi se inalati, sono anche pericolosi se assorbiti attraverso la pelle, e può anche essere rilasciato nuovamente dagli indumenti se non completamente decontaminato.

Per proteggersi durante la ricerca, il team non ha lavorato con agenti nervini reali, ma invece ha usato una "molecola mimica" che contiene un legame chimico identico a quello che si trova negli organofosfati. La rottura di questo legame divide la molecola in pezzi molto meno pericolosi.

Il team ha sviluppato un modo per attaccare la molecola del catalizzatore ai nanotubi e quindi ha testato l'efficacia del complesso tubo-catalizzatore per rompere i legami. Per eseguire il test, il complesso è stato depositato su un piccolo foglio di carta e messo in una soluzione contenente la molecola mimica. Per confronto, il catalizzatore senza nanotubi è stato testato contemporaneamente in una soluzione diversa. Allora si trattava semplicemente di mescolare e osservare la chimica in azione.

"La soluzione era inizialmente trasparente, quasi come l'acqua, " dice John Heddleston del team, "ma appena abbiamo aggiunto la carta, la soluzione ha iniziato a ingiallire man mano che il prodotto di degradazione si accumulava. La misurazione di questo cambiamento di colore nel tempo ci ha indicato la quantità e la velocità della catalisi. Abbiamo iniziato a vedere una notevole differenza entro un'ora, e più lo lasciavamo, più giallo diventava." Il complesso catalizzatore-nanotubo ha superato di gran lunga il catalizzatore da solo.

L'investigatore principale Angela Hight Walker afferma che diverse domande dovranno essere affrontate prima che i nanotubi catalitici inizino a comparire nei vestiti, ad esempio se è meglio aggiungere il catalizzatore ai nanotubi prima o dopo che sono stati intrecciati nel tessuto.

"Vorremmo anche trovare il modo per accelerare la reazione catalitica, che è sempre meglio, " dice Hight Walker. "Ma il nostro gruppo di ricerca si è concentrato per anni sulla scienza fondamentale delle nanoparticelle, quindi siamo in una buona posizione per rispondere a queste domande".