Un nuovo rivestimento per fibre tessili promette di catturare in modo efficiente sostanze chimiche industriali tossiche e agenti di guerra chimica in condizioni reali, compresa l'elevata umidità. La ricerca potrebbe portare a maschere migliorate e dispositivi di protezione individuale per soldati e altri a rischio di esposizione.

I ricercatori della North Carolina State University e del Combat Capabilities Development Command Chemical Biological Center (CCDC CBC) dell'esercito degli Stati Uniti hanno sviluppato tessuti funzionali che neutralizzano un simulante di agente vescicante in condizioni di umidità relativa dell'80%. Il nuovo rivestimento ha anche catturato il gas di ammoniaca, una sostanza chimica industriale comunemente prodotta negli Stati Uniti

"Da più di un secolo, abbiamo ricevuto minacce da agenti di guerra chimica, dal cloro e iprite nella prima guerra mondiale ai recenti attacchi contro i civili in Siria, "dice Dennis T. Lee, un recente dottorato di ricerca destinatario presso NC State e autore principale di un articolo sull'opera. "Dobbiamo trovare modi per catturare e abbattere chimicamente i gas tossici per scopi pratici, dispositivi di protezione più performanti."

I ricercatori hanno lavorato con strutture metallo-organiche (MOF), ovvero rivestimenti sintetizzati su microfibre. Ci sono due sfide significative. Il primo consiste nel creare MOF che possono rimanere stabili in presenza di umidità mentre trattengono i composti pericolosi in un film sottile, un processo noto come adsorbimento/assorbimento. Il secondo è ottenere un rivestimento che sia efficace nel degradare le sostanze chimiche tossiche.

Il team ha creato un film MOF a base di rame (Cu) stabile all'acqua. Invece di lavorare con una fonte di polvere, i ricercatori hanno utilizzato un film solido depositato sulla fibra, che ha catturato tre volte più gas di ammoniaca rispetto alla stessa polvere MOF.

Le immagini al microscopio elettronico hanno mostrato MOF in formazioni cristalline che sono cresciute radialmente dalla fibra, una forma distintiva che non era stata precedentemente segnalata. I MOF si sono fortemente legati alla superficie delle fibre di polipropilene, resistendo allo sfaldamento quando maneggiato in laboratorio e quando viene spazzato con una spazzola di nylon.

"Questo allineamento ha formato un rivestimento denso sulle fibre, con una migliore integrazione e adesione alla superficie, e migliori prestazioni di assorbimento per i gas pericolosi, "dice Lee.

I nuovi compositi rivestiti MOF hanno il potenziale per essere utilizzati come film di base in tessuti protettivi, dice Lee. Il metodo sarebbe adatto anche per l'uso in tessuti intelligenti che hanno più funzioni, come sensori, Aggiunge.

I piani futuri prevedono di testare i nuovi materiali con veri agenti di guerra chimica, lavorando con esperti dell'esercito degli Stati Uniti presso il CCDC CBC.

L'articolo, "Tessuti protettivi per sostanze chimiche stabili all'acqua tramite strutture metalliche e organiche in Cu-TCPP 2-D orientate alla superficie Euhedral, " è pubblicato sulla rivista Piccolo .