الأقمشة التي تصلح نفسها وتحييد السموم

[ترجمة د.نحماني موشيه]

في المستقبل القريب، ستكون البدلات الواقية الكيميائية المصنوعة من القماش مع طبقة ذاتية الإصلاح قادرة على حماية المزارعين من التعرض لمبيدات الآفات الفسفورية العضوية، والجنود من عوامل الحرب الكيميائية/البيولوجية في ساحة المعركة، وعمال المصانع من التسرب العرضي للمواد السامة. وفقا للباحثين.

وقال ميليك ديميريل، أستاذ العلوم الهندسية، إن "مصممي الأزياء يستخدمون الأقمشة الطبيعية المصنوعة من البروتينات، مثل الصوف أو الحرير، وهي غالية الثمن وغير قادرة على الإصلاح الذاتي". "نحن نبحث عن طريقة لإنتاج أقمشة قادرة على إصلاح نفسها من خلال النسيج الروتيني." الإجراء بسيط للغاية - يتم غمر المادة المراد طلاءها في سلسلة من السوائل لتحضير طبقات من المواد ذاتية الإصلاح، في عملية الطلاء طبقة بعد طبقة. ويمكن الحصول على الطلاء "تحت ظروف معتدلة في مذيبات آمنة، مثل الماء، وبتكلفة منخفضة، باستخدام معدات بسيطة تسمح أيضًا بالإنتاج على نطاق واسع"، كما وصف الباحثون النتائج التي توصلوا إليها في مقال نشر في المجلة العلمية. مواد وواجهات تطبيقية ACS.

تصنع الطلاءات المتعددة الإلكتروليتات من بوليمرات موجبة وسالبة الشحنة، وفي هذه الحالة - بوليمرات مشابهة لتلك الموجودة في البروتينات التي تشكل حلقات الارتباط في أرجل الحبار. وقال كبير الباحثين: "نغمر المجموعة بأكملها من أجل إعداد المواد المتقدمة". أثناء وضع الطبقات واحدة تلو الأخرى، يمكن دمج الإنزيمات في الطلاء. استخدم الباحثون إنزيم اليورياز - الإنزيم الذي يكسر اليوريا إلى الأمونيا وثاني أكسيد الكربون - ولكن في الاستخدام التجاري، سيتم دمج الإنزيمات المتكيفة مع المادة المستهدفة. يوضح الباحث الرئيسي: "إذا كنت بحاجة إلى استخدام الإنزيمات لأغراض بيولوجية أو كيميائية، فسيكون من الممكن حبس الإنزيم في كبسولات ذات خصائص الإصلاح الذاتي حتى تتمكن من تحطيم السم قبل أن يصل إلى الجلد".

يمكن امتصاص العديد من المواد السامة من خلال طبقة الجلد. يتم امتصاص مواد الفسفور العضوي، على سبيل المثال، المستخدمة في المبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب من خلال الجلد ويمكن أن تكون قاتلة للإنسان والحيوان. وتستخدم بعض هذه المواد أيضًا في غازات الأعصاب (عوامل الحرب الكيميائية). الملابس المغطاة بطبقة من مادة ذاتية الإصلاح تحتوي على هيدرولاز الفوسفور العضوي، وهو إنزيم يكسر المادة السامة، ستكون قادرة على منع التعرض المميت للجسم. يقوم البوليمر الذي يقوم بالإصلاح الذاتي بذلك في وجود الماء، لذلك يمكن للغسيل ببساطة إصلاح العيوب الدقيقة والكبيرة في الطلاء، مما يجعل الملابس مناسبة للغاية للاستخدام والارتداء المتكرر. وقال الباحث: "الطبقة نفسها رقيقة للغاية، أقل من ميكرون واحد، لذا لن يكون من الممكن رؤيتها بالعين العادية". "على الرغم من سمكها الصغير، فإن الطلاء يزيد من القوة الإجمالية للمادة."

بالنسبة لبيئات الإنتاج حيث يكون من الضروري استخدام مواد خطرة، يمكن للملابس المطلية بتركيبة الإنزيم المناسبة أن تحمي من التسرب العرضي لهذه المواد. الاستخدام المستقبلي لهذه الطلاءات في مجال الملابس الطبية يمكن أن يساعد أيضًا المرضى في المستشفى على تقليل احتمالية إصابتهم بالعدوى وتسريع عملية الشفاء.

أخبار الدراسة

ملخص المقال

الأقمشة المطلية ذاتية الإصلاح. من اليسار إلى اليمين: قماش به ثقب في المنتصف، قماش مبلل ومرقّع بقطرة ماء، قماش بعد الإصلاح الذاتي. [بإذن من: مختبر ديميريل / ولاية بنسلفانيا]