Military Personal-, Chemie-Arbeiter, und andere könnten profitieren von einer neuen synthetischen Gummi-Material zugeschnitten mit Flüssigkristallen. Das Material verwendet werden könnten, um Körper passt zum Schutz der chemischen Industrie-Mitarbeiter aus der Haut der Exposition gegenüber giftigen Dämpfe und Aerosole, sowie Bereitstellung von Schutz für militärisches Personal und Zivilisten im Falle eines chemischen Waffen-Angriff. Die neue Composite ist leicht und atmungsaktiv, aber immer noch blockiert die Passage von toxischen Chemikalien, Verringerung des Risikos von Wärme Erschöpfung in jeder trägt sie.
Schriftlich in der Ausgabe 24 von Advanced Materials, Douglas Gin von der University of Colorado, Brian Elliott auf TDA Research Inc. (Wheat Ridge, Colorado), und Kollegen, erklären, dass eine wirksame persönlichen Schutz vor der Exposition gegenüber giftigen Dämpfe ist ein wichtiges Anliegen in der Industrie und in der Verteidigung. Derzeit, die nur bestimmte Weg zum Schutz der Menschen aus aller chemischen Dämpfe, denen sie ausgesetzt sein könnte, ist die Verwendung eines hermetisch geschlossenen Körper Anzug vollständig eingeschlossen und Atemschutzgeräte. Eine Alternative, die von den Militärs ist eine schwere overgarment mit Aktivkohle, die adsorbieren Dämpfe für eine begrenzte Zeit. Eine solche Ausrüstung, unter Wahrung Personal, ist schwerfällig, kostspielig und schwerfällig, um den Einsatz in einem Notfall, wie auch kommen mit gesundheitlichen Risiken, wenn sie in heißen Umgebungen.
Um dieses Problem zu lösen, die Forscher haben sich zu einem hoch effektiven Kleidungsstück Material - Butyl-Kautschuk (BR) -, die in Schutzkleidung, und haben sie zu einem modernen Anwendung. Butyl-Kautschuk, oder mehr formal, linearen Poly (methylpropene-co-2-methyl-1 ,3-Butadien) kann chemisch modifiziert, so dass die Polymer-Stränge werden vernetzt, um ein ein anderes. Diese Crosslinks machen synthetischem Kautschuk resistent gegen viele Chemikalien und korrosive ihm sehr niedrigen Permeabilität, so dass die meisten giftigen chemischen Arbeitsstoffen, unabhängig davon, ob Dampf oder Flüssigkeit, kann nicht durchdringen.
Allerdings ist dieser Mangel an Durchlässigkeit, dass ist ein großer Nachteil bei der Verwendung von Butylkautschuk. Wasserdampf ist auch daran gehindert, durch vernetzte Butylkautschuk, so dass selbst moderate unter Arbeitsbelastung Einzelpersonen trägt eine synthetischem Kautschuk schützende Kleidungsstück kann sehr unangenehm und in extremen Fällen leiden Hitze-Stress, Hitzschlag, und sogar zum Tod führen vor Überhitzung. Aufgrund dieser Probleme, die meisten der weltweiten Militärausgaben derzeit auf die schwerere overgarments mit Aktivkohle -, sondern es vorziehen, ein Feuerzeug Option, die für mehr und mehr ist leichter zu tragen.
Der ideale Schutz-Kleidungsstück sollte leicht und selektiv blockieren giftige Dämpfe, sondern als "atmungsaktiv", so dass Wasserdampf, um nach außen, damit die Aufrechterhaltung persönlichen Komfort und Sicherheit. Gin, Elliott, und ihre Kollegen haben jetzt entwickelt ein solches Material auf der Grundlage von modifizierten Butylkautschuk. Das Material ist atmungsaktiv, sondern auch gegen chemische Einwirkungen.
Um ihre atmungsaktiv Gummi, die Forscher ursprünglich Blended der synthetischem Kautschuk mit einem Flüssigkristall-Molekül, könnte auch vernetzt wie der Gummi sich. Während der Vorbereitung der atmungsaktive Gummi, die Flüssigkristalle organisieren sich in Zylinder rund ums Wasser-Moleküle in der Reaktion Mischung. Dies führt dazu, dass winzige Wasser gefüllten nanopores nur 1,2 Nanometern Durchmesser zu bilden. Nur die kleinsten Moleküle können durch diese Poren, einschließlich Wasser. Viele toxische Moleküle, Nerven-Agenten, und andere Chemikalien sind zu groß, um in den Poren. Darüber hinaus sind die Poren mit Wasser liebenden, oder hydrophil, in der Erwägung, dass die meisten chemischen Kampfstoffen und viele giftige Verbindungen sind hydrophob, oder wasserabweisend, so dass, selbst wenn sie passen könnte, sie wäre repelled durch die Poren.
Das Team erfolgt ersten Tests mit ihren atmungsaktiven Flüssigkristall-Gummi und festgestellt, dass sie eine sehr hohe Selektivität für Wasserdampf im Vergleich zu so genannten "ein halb Senf" Gas-, 2-chlorethyl ethyl sulfide (CEES). Allerdings ist die Rate von Wasser-Dunst in der ursprünglichen Prüfung Material war niedriger als die weithin als das Ziel bewertet benötigt durch das Militär. Ferner ist die Penetrationsrate von Cees Dunst wurde leicht über dem gemessenen für reine vernetzt Butylkautschuk.
Im Hinblick auf die Verbesserung auf diesem Prototyp haben die Forscher versucht eine andere Flüssigkristall in ihrer neuen Composite. Diese zweite Generation Material enthält keine isolierte Wasser Poren verteilen sich auf seiner Oberfläche, sondern verfügt über ein vielfältiges Netz von winzigen Conduits. Das neue Material ist mehr als zehn mal so effektiv bei den Transport von Wasserdampf im Vergleich zu dem ursprünglichen Material. Es blockiert sie auch den Durchgang von CEES viel effektiver als reine Butylkautschuk.
Das Team ist jetzt Raffination das Material, um es dünner, aber genauso effektiv. Sie sind auch Tests, wie effektiv es ist bei Führung aus Phosphor-Ester-basierte chemisch-Kampfstoffen.
Während eine atmungsaktive Gummi ist wahrscheinlich Appell an die Militär-und Rettungsdienste, die Forscher könnten auch einen sekundären Markt für ein solches Material. "Es kann möglich sein, diese nanoporösen Flüssigkristall-Polymer-Materialien für die Durchführung molekularer Ebene Trennungen von flüssigen Mischungen, oder sogar die Beseitigung von toxischen Molekülen und gelösten Salze aus verunreinigtes Wasser oder Meerwasser," die Forscher sagen. Gin, Elliott, und Kollegen sind bereits Aussagen in dieser Möglichkeiten.
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Artikel angepasst von Medical News Today aus Original-Pressetext.
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Kontakt: Douglas Gin
John Wiley & Sons, Inc.