Kemiska och biologiska hot utgör en betydande oro inte bara för den moderna krigsmannen utan ett ständigt ökande antal individer och grupper. Detta hot förvärras av dessa agens uthållighet och möjligheterna att orsaka ökad personalexponering genom förflyttning av förorenat material.

För att bekämpa detta, NRL -forskare utvecklar unika system som syftar till spontan dekontaminering av en mängd olika material genom införlivande av funktionella tillsatser såsom kvaternära ammoniumsalt (QAS) biocider, polyoxometalater (POM), fullerener och ftalocyaniner som kan neutralisera kemiska och biologiska medel.

"Några av våra tidigare arbeten har använt införlivandet av små mängder av dessa saneringsmedel i färger och beläggningar, "sa James Wynne, Ph.D., sektionshuvud, Applied Concepts in Materials Section of the Chemistry Division. "På grund av den lovande dekontamineringsprestandan upplevde beläggningarna mot en mängd olika patogener och kemiska medel, vi utökar nu den additiv-härledda dekontamineringskapaciteten till att inkludera material som inte kan målas eller beläggas, till exempel polymernano- och mikrofibrer som kan användas för en mängd olika applikationer som plagg. "

NRL -kemister har börjat använda elektrospinning - en teknik som använder en elektrisk laddning för att dra mycket fina fibrer från en vätska - för att tillverka nästan monodispersa fibrer som sträcker sig i diameter från 45 nanometer till tre mikrometer. En mängd olika polymerer är co-electrospun med varierande koncentrationer och strukturer av QAS POM och andra funktionella föreningar.

Biologisk dekontaminering av QAS -laddad Nylon 6, 6 polymidfibrer visade en 99,9999 procent minskning av livskraftig S. aureus med ökande biocidaktivitet som korrelerade väl med ökad biocidbelastning och ytbiocidinnehåll. Separata system av nylonfibrer som innehåller fem procent av en nickel-POM-förening har visat över 50 procent dekontaminering av 2-kloretylfenylsulfid (CEPS), en senapsimulator, med ökad dekontaminering vid ännu högre POM -belastningar.

Ftalocyaniner, de nyaste föreningarna som har syntetiserats vid NRL, uppvisar ännu större dekontamineringskapacitet än för POM -föreningar vid endast en bråkdel av koncentrationen. Att undersöka effekten av nanofiberstorlek på dekontamineringskapacitet har visat starka samband mellan fibrernas ytarea och aktivitet, visar specifika kompositioner upplever mycket mer än 99,9 procent större dekontamineringskapacitet vid elektrospun än samma material härdade som traditionella beläggningar.

Det stora utbudet av både kommersiellt tillgängliga och specialsyntetiserade polymerer som har undersökts av denna grupp kan också ge upphov till ytterligare tillämpningar såsom luft- och vattenfilter som självdekontaminerar mot dödliga patogener.