직물을 보호 장비로 만들기 위해 정밀하게 적용할 수 있는 '스마트' 코팅금속-유기 기술이 공기 중 독성 가스를 감지하고 포획한다고 연

[아름이]

직물을 보호 장비로 만들기 위해 정밀하게 적용할 수 있는 '스마트' 코팅
금속-유기 기술이 공기 중 독성 가스를 감지하고 포획한다고 연구원들이 보고합니다.
날짜:
2023년 1월 9일
원천:
다트머스 칼리지
요약:
새로운 내구성 구리 기반 코팅은 직물에 정밀하게 통합되어 보호 장비, 환경 센서 및 스마트 필터와 같은 반응성이 뛰어나고 재사용 가능한 재료를 만들 수 있습니다. 새로운 보고서에 따르면 코팅은 공기 중 독성 가스의 존재에 반응하여 직물에 갇히게 되는 덜 독성인 물질로 변환합니다.

최근 연구에 따르면 다트머스 대학 연구원들이 개발한 내구성 있는 구리 기반 코팅은 직물에 정밀하게 통합되어 보호 장비, 환경 센서 및 스마트 필터와 같은 반응적이고 재사용 가능한 재료를 만들 수 있습니다.

코팅은 공기 중의 독성 가스의 존재에 반응하여 이를 직물에 갇히게 되는 덜 독성인 물질로 변환함으로써 반응한다고 팀은 JACS(Journal of the American Chemical Society)에 보고했습니다 .

이번 연구 결과는 Dartmouth의 화학과 부교수인 Katherine Mirica의 연구실에서 개발된 전도성 금속-유기 기술 또는 프레임워크에 달려 있습니다. 2017년 JACS에서 처음 보고된 프레임워크는 면과 폴리에스터에 레이어링할 수 있는 간단한 코팅으로 연구자들은 SOFT(Self-Organized Framework on Textiles)라는 스마트 패브릭을 만들었습니다. 그들의 논문은 SOFT 스마트 패브릭이 주변 환경에서 독성 물질을 감지하고 포착할 수 있음을 보여주었습니다.

최신 연구에서 연구원들은 2017년에 보고된 단순한 코팅 대신 구리 전구체를 사용하여 프레임워크를 직물에 정확하게 내장할 수 있어 특정 패턴을 만들고 작은 틈과 구멍을 보다 효과적으로 채울 수 있음을 발견했습니다. 스레드 사이. 연구원들은 프레임워크 기술이 독소 산화질소를 아질산염과 질산염으로 효과적으로 변환하고 유독성 가연성 가스인 황화수소를 황화구리로 변환한다는 사실을 발견했습니다. 뿐만 아니라 표준 세척.

새로운 방법이 제공하는 다재다능함과 내구성은 보호복의 센서나 특정 환경의 필터와 같은 특정 용도와 보다 정확한 위치에 프레임워크를 적용할 수 있게 해줄 것이라고 Mirica는 말했습니다.

"이 새로운 증착 방법은 전자 섬유가 매우 견고하기 때문에 잠재적으로 더 넓은 범위의 시스템과 인터페이스할 수 있다는 것을 의미합니다."라고 그녀는 말했습니다. "이러한 기술적 진보는 생물 의학 설정 및 환경 개선에 가치가 있을 수 있는 프레임워크의 결합된 여과 및 감지 능력의 다른 응용 프로그램을 위한 길을 열어줍니다."

또한 이 기술은 궁극적으로 비용이 많이 들고 에너지원이 필요하거나 자동차의 촉매 변환기와 같은 희소 금속을 필요로 하여 배치할 수 있는 곳에 제한적인 기술에 대한 저비용 대안이 될 수 있다고 Mirica는 말했습니다.

Mirica는 "여기서 우리는 독성 화학 물질을 해독하기 위해 지구에 풍부한 물질에 의존하고 있으며 외부 에너지의 입력 없이 수행하고 있으므로 이러한 기능을 달성하기 위해 고온이나 전류가 필요하지 않습니다"라고 말했습니다.

박사 학위를 받은 공동 제1저자 Michael Ko. Mirica는 2020년 Dartmouth에서 화학을 전공했으며 2018년 박막 구리 기반 전극에 금속 유기 골격을 증착하려고 시도하면서 처음으로 새로운 공정을 관찰했다고 말했습니다. 그러나 구리 전극은 프레임워크로 대체될 것입니다.

"그는 전극을 교체하는 것이 아니라 전극 위에 놓기를 원했습니다."라고 Mirica는 말했습니다. "무슨 일이 일어나고 있고 그것이 어떻게 유익한지 파악하는 데 4년이 걸렸습니다. 매우 간단한 과정이지만 그 배후의 화학 작용은 그렇지 않으며 이를 이해하는 데 시간과 학생 및 공동 작업자의 추가 참여가 필요했습니다."

팀은 금속-유기 구조가 구리보다 "성장"하여 독성 가스를 걸러내고 변환하는 능력을 가진 물질로 대체한다는 것을 발견했다고 Mirica는 말했습니다. Ko와 공동 저자인 Lukasz Mendecki(2017-18년 Mirica Group의 박사후 연구원)는 특정 디자인과 패턴의 패브릭에 프레임워크 재료를 적용하는 방법을 조사했습니다.

공동 제1저자인 Mirica 그룹의 대학원생인 Aileen Eagleton은 직물에 금속-유기 프레임워크를 각인하는 공정을 최적화하고 그 구조와 특성이 화학적 노출 및 반응 조건에 의해 어떻게 영향을 받는지 확인함으로써 기술을 완성했습니다.

미래의 작업은 새로운 다기능 프레임워크 재료를 개발하고 직물에 금속 유기 코팅을 내장하는 프로세스를 확장하는 데 초점을 맞출 것이라고 Mirica는 말했습니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/