Боевой «нанокостюм» из углеродного нанотрубчастого волокна может спасти вас от химической атаки

Боевой «нанокостюм» из углеродного нанотрубчастого волокна может спасти вас от химической атаки

Химическое оружие, несомненно, является одним из самых неприятных орудий войны когда-либо созданных учеными. Однако, теперь наука близка к открытию нового способа нейтрализации некоторых видов этого страшного оружия. Переплетая углеродные нанотрубки с волокнами одежды, команда из Национального Института Стандартов и Технологии (NIST), похоже, нашли очень простой метод практически мгновенного разложения нервных газов вроде зарина.

На молекулярном уровне, шаблон физической формы и заряда позволяют молекулам взаимодействовать друг с другом. В случае зарина, его форма предоставляет смертельные токсические свойства (этот нервнопаралитический газ использовался в уже забытых общественностью терактах в метро в Токио в 1995 году). Зарин, при вдыхании или контакте с кожей, при помощи нейромедиатора ацетилхолина, поражает нервную систему, заставляя мышцы сократиться. Когда эффект распространяется на диафрагму и других мышц, отвечающих за дыхание, удушье не заставит себя долго ждать. Ключ к разложению зарина и аналогичных органофосфатных соединений  заключается в разрыве связи P-F, что и сделали ученые из NIST, которые добились этого результата при помощи специально обработанных углеродных нанотрубок.
Катализация распада зарина не так уж сложна в лаборатории, но является той еще задачкой в условиях реального мира, потому нанотрубки можно назвать идеальным решением. Они очень легкие, прочные, и обладают большой поверхностью по отношению к объему. Это позволяет исследователям покрывать нанотрубки каталитическим полимерным соединением, известным как медь-хелатирующий бипиридин. Когда зарин сталкивается с этим соединением, P-F связь гидролизируется (разрушается) и его смертельные качества нейтрализуются.

Боевой «нанокостюм» из углеродного нанотрубчастого волокна может спасти вас от химической атаки
Работа с настоящим зарином не только опасна, но и совершенно не нужна в этом случае. Вместо зарина, исследователи провели ряд экспериментов на безопасных молекулах с похожей P-F связью, которая является единственным слабым местом зарина. Они использовали ультрафиолетовую спектроскопию, чтобы отслеживать процесс распада молекулы при взаимодействии с углеродными нанотрубками, и заметили, что распад таким образом происходит в 63 раза быстрее, чем естественный распад зарина. Если в одежду или другие материалы были вплетены такие волокна, смертельная газовая атака легко превратится в переживаемое происшествие.
Исследователи рассматривают это как идеальный подход к созданию самостоятельно обеззараживающих материалов, которые станут благом для тех, кто связан с работой на территории после фосфорорганических аварий или терактов.  Эти газы часто проникают в ткань, таким образом, создавая возможность воздействия в будущем. Сейчас же вопрос стоит в том, станут ли нанотрубки более эффективным методом защиты, если их покрыть полимером до вплетения в ткань, или после этого. Также вполне возможно усовершенствовать формулу и процесс нанесения полимеров, чтобы ускорить распад органофосфатов.
Конечно, это предполагает, что такой материал будет безопасным, удобным, и вполне доступным - что не всегда можно сказать при работе с экзотическими наночастицами.

Источник: extremetech

Система Orphus
comments powered by Disqus
 
Top