Zr6Ti4基の金属有機フレームワークを特徴とする光触媒生体塗料
Xingjie Wang1, Kaikai Ma1, Teffanie Goh2
1International Institute for Nanotechnology, Institute for Sustainability and Energy at Northwestern, and Department of Chemistry, Northwestern University, 2145 Sheridan Road, Evanston, Illinois 60208, United States.
Journal of the American Chemical Society
|July 5, 2022
まとめ
研究者らは,強力な生物殺菌光触媒として作用する,新しいチタン浸入金属有機フレームワーク (MOF) NU-1012を開発しました. この素材は繊維を効果的にコーティングし,可視光の下ではバクテリアやウイルスを迅速に除去します.
科学分野:
- 材料科学
- ナノテクノロジー
- 光触媒
背景:
- 医療用繊維は微生物の汚染に弱いので,COVID-19のようなパンデミックの間,リスクがあります.
- メタル・オーガニック・フレームワーク (MOF) は,抗菌剤の用途で調整可能な特性を提供します.
- ジルコニウムピレンベースのMOF NU-1000は,高度な材料の開発の基礎として機能しています.
研究 の 目的:
- ジルコニウムピレンベースのMOFにチタンを組み込むことにより,高反応性のバイオケータリを作り出す.
- 新しいMOFにおけるダブルアクティブセンターとリガンドの移行の相乗効果を調査する.
- 抗菌表面としてMOFコーティングされた繊維の有効性を実証する.
主な方法:
- 合成したチタン入りジルコニウムピレンベースのMOF,NU-1012.
- MOF構造内のリガンド移動現象を調査した.
- NU-1012でコーティングされた綿の織物.
- 可視光照射下での細菌とウイルスに対するコーティングされた繊維の生物殺菌活性を試験した.
主要な成果:
- NU-1012は珍しいリガンド移動現象を呈し,その光触媒活性を増強します.
- Ti/Zrセンターとピレンの結合器の相乗効果は,光の吸収を拡大し,反応性酸素種生成を助長する.
- NU-1012でコーティングされた綿の繊維は,グラム陰性およびグラム陽性細菌およびT7細菌菌ウイルスの迅速かつ強力な根絶を示した.
- シミュレートされた日光の下で1時間以内に微生物の負荷を7logまで減少させました.
結論:
- 開発されたNU-1012 MOFは,高効率のバイオシード光触媒です.
- Zr-MOFにおけるリガンド移行プロセスは,物質強化のための多用途戦略である.
- MOFでコーティングされた繊維は,医療や公共の場での自己消毒表面の作成に有望な解決策です.
