Новости химической науки > Металлоорганические каркасы против нервно-паралитических ОВ

Воздушные фильтры, например те, которые используются в противогазах для защиты от химического оружия, чаще всего работают, адсорбируя токсины. Естественно, что сорбционная емкость фильтров ограничена, и, поглотив достаточное количество отравляющих веществ, они сами могут стать опасным источником химического заражения.

Для решения этой проблемы исследователи из Испании предлагают новый подход к созданию самодетоксифицирующихся фильтров, способных разрушать некоторые типы химического оружия. Основой этих фильтров является воздухопроницаемый текстильный материал, который импрегнирован каталитически активными металлоорганическими каркасными структурами [1].

Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed.. doi: 10.1002/anie.201502094

Недостатком обычных угольных фильтров для противогазных коробок является то обстоятельство, что они способны лишь поглощать химическое оружие, но не разрушать его. Очевидно, что более предпочтительной альтернативой было бы создание фильтров, способных не только улавливать опасные вещества, но и разрушать их.

Исследователи из группы Хорхе Наварро (Jorge A. R. Navarro) из Университета Гранады разработали новую систему для самоочищающихся фильтров. Их подход основан на применении металлоорганических каркасных структур [metal-organic frameworks (MOF)] – трехмерных полимеров, состоящих их ионов металлов, связанных полидентатными органическими лигандами. Металлоорганические каркасные структуры представляют собой высокопористые кристаллические материалы, способные к адсорбции молекул и, при определенном составе, к проявлению каталитической активности. Исследователи из Испании использовали эти особенности металлоорганических каркасов и создали MOF, способную обезвреживать нервно-паралитические агенты.

Исследователи начали работу с цирконийсодержащей металлоорганической каркасной структурой UiO-66, способной катализировать гидролитическое расщепление органилфосфонатов в присутствии влаги. Исследователи модифицировали UiO-66, введя в его структуру литийорганические соединения, придающие дополнительную каталитическую активность всей системе. Полученное металлоорганическое каркасное соединение способно промотировать расщепление связей фосфор-фтор, фосфор-кислород и углерод-хлор, обычно присутствующих в боевых отравляющих веществах.

Испанские исследователи импрегнировали шелковую ткань разработанной металлокаркасной структурой, образовывавшей нанокристаллические отложения на волокнах шелка. В конечном итоге были получены воздухопроницаемые текстильные материалы, способные быстро и эффективно обеззараживать боевые отравляющие вещества, как было показано во время испытаний с модельными веществами, представляющими меньшую опасность для организма. Достижения исследователей могут быть интересны в плане разработки систем обеззараживания как индивидуальных, так и коллективных систем защиты.

Тот же самый металлоорганический каркас – UiO-66, но другая стратегия его применения в обеззараживании отравляющих веществ, были использованы исследователями из США, которые изменив структуру того же MOF, смогли использовать его для экспрессного гидролиза моделей нервно-паралитических фосфонатов в проточном реакторе [2].

Источники: [1] Angew. Chem. Int. Ed.. doi: 10.1002/anie.201502094; [2] Angew. Chem. Int. Ed.. doi: 10.1002/anie.201502155

метки статьи: #бытовая химия, #кинетика и катализ, #химия полимеров, #элементоорганическая химия