خنثی‌سازی گاز سمی سارین با نانوالیاف کربنی

بمب‌های شیمیایی حاوی گاز اعصاب، یکی از مخوف‌ترین سلاح‌های جهان هستند. اخیراً محققان مؤسسه‌ی ملی استاندارد و فناوری (NIST) نشان دادند که می‌توان از نانولوله‌های کربنی در بافت منسوجات استفاده کرد و در نهایت لباسی مناسب برای جلوگیری از آلودگی به عوامل شیمیایی تولید کرد.
این گروه تحقیقاتی با ترکیب نانولوله‌های کربنی و کاتالیست‌های مبتنی بر مس موفق شدند تا پیوند شیمیایی گونه‌ای از گازهای اعصاب مورد استفاده در بمب‌های شیمیایی «سارین» را بشکنند. مقدار بسیار کمی از این کاتالیست قادر است مقادیر زیادی از گاز سارین را خنثی کند. نانولوله‌های کربنی هم علمکرد کاتالیستی ذرات مس را افزایش می‌دهند و هم امکان بافته شدن این ساختار را به‌صورت الیاف فراهم می‌کنند.
گاز سارین در سال 1995 در متروی شهر توکیو موجب مرگ عده‌ی زیادی از شهروندان ژاپنی شد. سارین حاوی ترکیب شیمیایی از خانواده فسفات‌های آلی است که در تولید سلاح‌های کشتار جمعی مورد استفاده قرار می‌گیرد. فسفا‌ت‌های آلی درصورت استنشاق بسیار مرگبار خواهند بود و در صورتی که به سطح لباس بچسبند می‌توانند از طریق پوست جذب بدن شوند.
محققان در این پژوهش از گاز سارین استفاده نکرده بلکه برای امنیت بیشتر از ساختاری مشابه ولی کم‌خطر استفاده کردند. این گروه روشی را برای اتصال کاتالیست به سطح نانولوله‌های کربنی ارائه کردند. برای آزمایش عملکرد این ساختار، کمپلکس نانولولوله/کاتالیست را روی سطح یک ورق نشست داده و سپس آن را در معرض گاز مورد نظر قرار دادند. در ابتدا محلول حاوی گاز کاملاً شفاف بود اما با وارد کردن ورق به داخل این محلول، رنگ آن به زردی گرایید. مقدار و سرعت تغییر رنگ نشان‌دهنده‌ی سرعت فرآیند خنثی‌سازی است.
آنجلا هایت واکر رهبر این تیم تحقیقاتی می‌گوید: «قدم بعدی ما وارد کردن این ساختار به درون لباس‌های نظامی است اما پیش از آن، سوال‌های متعددی وجود دارد که باید پاسخ داده شود. یکی از سوال‌ها این است که افزودن کاتالیست به نانولوله‌ها بهتر است پیش از بافتن نانولوله‌ها یا بعد از بافتن آن‌ها به پارچه انجام شود».
نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای با عنوان Functionalized, carbon nanotube material for the catalytic degradation of organophosphate nerve agents در نشریه‌ی Nano Research به چاپ رسیده است.