Hóa học quanh ta
Kết nối để chia sẻ video clip, hình ảnh hóa học
Khám phá thế giới tri thức
Chemistry for our life, our future
Videoclip Hóa học
Tra cứu Hóa học

MOF_1000Kể từ sau Chiến tranh thế giới lần thú 2, con người chỉ chứng kiến lần duy nhất vũ khí hóa học được sử dụng trên quy mô lớn, đó là Cuộc chiến tranh Iran – Irắc (1981 – 1988). Còn trong thế giới ngày nay với những cuộc nội chiến và khủng bố triền miên, việc bảo vệ người dân trước các chất độc thần kinh và tiêu hủy các chất độc đó vẫn còn là thách thức lớn.

Mới đây, một nhóm nghiên cứu tại Đại học Northwestern (Thụy Sĩ) đã tổng hợp thành công một loại vật liệu mới, có khả năng trung hòa các khí độc thần kinh. Vật liệu khung hữu cơ – kim loại (MOF) với gốc zircon này có tên là Nu – 1000. Vật liệu mới không chỉ hữu ích cho việc tiêu hủy các kho vũ khí hóa học, mà còn có thể được sử dụng làm mặt nạ khí và trang bị bảo hộ cho binh lính cũng như nhân viên cứu hộ.

Khí độc thần kinh là một trong những vũ khí hóa học đáng sợ nhất của con người. Các chất độc thần kinh được nước Đức phát triển lần đầu tiên vào năm 1936, chúng là những chất đơn giản về mặt hóa học nhưng cực kỳ nguy hiểm. Chúng bao gồm các hợp chất hữu cơ chứa phốt pho (các chất phốt pho hữu cơ) và hoạt động bằng cách ngăn chặn axetyl cholinesteraza, cản trở quá trình dẫn truyền thần kinh đến các cơ quan.

Một số chất độc thần kinh điển hình gồm có Sarin (GB), VX, Soman(GD) và nhiều chất khác. Chúng gây ra các triệu chứng khủng khiếp, thường bắt đầu là sổ mủi, sau đó là co giật và suy hô hấp hoàn toàn nếu không được điều trị kịp thời. Chất độc thần kinh được hấp thụ qua da và cũng rất nguy hiểm khi hít phải một lượng nhỏ chất này, nên binh lính và các chuyên viên xử lý phải mặc trang bị bảo hộ cho toàn bộ cơ thể. Các khí độc thần kinh thường được tiêu hủy bằng cách đốt ở nhiệt độ cao trong lò plasma.

Theo các nhà khoa học tại Đại học Northwestern, vật liệu NU – 1000 giúp cho bảo vệ trước các chất độc thần kinh cũng như tiêu hủy các chất này trở nên đơn giản hơn nhiều. Nhóm nghiên cứu cho biết, Nu – 1000 có khả năng phân giải Somar – một dạng nguy hiểm hơn của Sarin – và làm cho nó trở nên vô hại chỉ trong vài phút. Nu – 1000 duy trì hoạt tính ở nhiều điều kiện khác nhau nên nó cũng phù hợp để sử dụng trên chiến trường.

Vật liệu Nu – 1000 rất bền nhiệt và hóa học, nó có thể hoạt động trong nhiều điều kiện khác nhau, ví dụ trong nước trong môi trường độ ẩm cao, với phạm vi nhiệt độ làm việc từ -15oC đến 130oC, hoặc trong các cơn bão bụi.

Nhóm nghiên cứu nói trên đã chế tạo vật liệu Nu – 1000 từ một loại enzim tự nhiên thường chỉ hoạt động tốt trong một phạm vi hẹp các điều kiện nhất định, nên các nhà khoa học tại Đại học Northwestern đã phát triển vật liệu mới ở dạng một chất xúc tác vô cơ bền hơn và có khả năng tác động đối với nhiều cấu trúc phân tử.

MOF_Nu_1000

Các khung hữu cơ – kim loại của vật liệu Nu – 1000 tạo thành một cấu trúc lưới rỗng, cho phép bẫy giữ các chất độc thần kinh để chất xúc tác có thời gian tác động. Cấu trúc lưới này có chứa các nút zircon – chúng phá vỡ liên kết phosphat – este trong phân tử chất độc thần kinh, biến nó từ chất độc chết người thành hóa chất vô hại chỉ trong vòng vài phút thông qua quá trình thủy phân. Phản ứng thủy phân cần có nước, nhưng nhóm nghiên cứu cho biết chỉ cần độ ẩm không khí là đủ.
Các nhà khoa học đã thử nghiệm với một hóa chất có dạng giống như chất độc Soman (GD), kết quả cho thấy cấu trúc lưới của vật liệu Nu – 1000 có vai trò quan trọng đối với phản ứng. Nếu chỉ sử dụng zircon thì hiệu quả sẽ kém hơn nhiều.

Các mô phỏng trên máy tính cho thấy, vật liệu Nu – 1000 cũng có thể rất hiệu quả đối với một vài chất độc thần kinh khác, ví dụ VX. Hiện các nhà khoa học đang nghiên cứu một chất xúc tác phổ rộng, có khả năng phân hủy nhiều chất độc thần kinh khác nhau.

Hoahocngaynay.com

Nguồn Nature/Gizmag

Hits smaller text tool iconmedium text tool iconlarger text tool icon

Comments powered by H2N2

Tin liên quan:
Tin mới hơn:
Tin cũ hơn:

DANH MỤC TÀI LIỆU

Vật liệu MOF giúp tiêu hủy khí độc thần kinh