Одежда, которая спасет от отравляющих веществ: ученые создали защитные наночастицы

Как наночастицы обезвреживают отравляющее вещество

Химики Северо-Западного университета в США создали наночастицы, которые поглощают и разрушают фосфорорганические соединения. К этому классу относятся боевые нервно-паралитические вещества и многие пестициды. Наночастицы можно добавлять в краситель для одежды, чтобы защитить солдат, фермеров и рабочих химических производств.

Нервно-паралитические вещества блокируют фермент ацетилхолинэстеразу, который разрушает передатчик нервного сигнала ацетилхолин. Без него мышцы получают сигнал непрерывно, и в итоге отказывает дыхание. К этой группе относятся зарин, зоман и VX. Некоторые инсектициды, например дихлофос, карбофуран и паратион, действуют так же и в высоких дозах вызывают у людей те же симптомы.

Основой разработки стал алломеланин, природный пигмент, который окрашивает растения и грибы. Он пористый, и его крошечные поры захватывают вредные молекулы. Ученые добавили к нему кластеры циркония, которые ускоряют химические реакции. В результате меланин поглощает токсичное вещество, а цирконий разрушает его на менее опасные части. Так наночастицы уменьшают и количество вредного вещества, и его токсичность.

В опытах количество токсичного побочного продукта снизилось вдвое уже за 10 мин., а на солнечном свету реакция шла еще быстрее. Для работы наночастицам нужна вода и щелочная среда. Результаты опубликованы в журнале ACS Nano, руководили работой профессора химии Натан Джаннески и Омар Фарха.

Для Фархи это не первая работа такого рода. Еще в 2015 году он с коллегами показал в журнале Nature Materials, что металлоорганические каркасы на основе циркония могут разрушать боевые отравляющие вещества, а позже его команда создала композиты, которые расщепляют нервно-паралитические вещества почти мгновенно. Новая разработка отличается тем, что основана на природном, биоразлагаемом и возобновляемом материале, который можно добавлять прямо в краситель для ткани. Это делает ее перспективной не только для военных, но и для повседневной защиты тех, кто работает с пестицидами.

Джаннески подчеркивает, что такие меланины нетоксичны и их можно добавлять в одежду или маски. Производители смогут встраивать наночастицы в защитное снаряжение, а людям, которые столкнулись с опасным веществом, будет достаточно обрызгать одежду смесью частиц с водой, пишет News-Medical. «Это настоящая сокровищница подходов и материалов», — сказал Джаннески о перспективах меланина.

Ранее мы писали о том, что российские ученые создали ткань, которая очищается сама. Покрытие из диоксида титана разлагает органические пятна и убивает бактерии под действием света.