据美国媒体<连线>网站2月4日报道,化学家正在与美国陆军合作制造可以迅速分解有毒物质，保护士兵免受化学武器伤害的新制服。

化学家正在为美军研制能够迅速分解有毒物质的布料

在美国西北大学奥马尔·法哈（Omar Farha）的实验室中，化学家及其团队正在与美国陆军合作进行一项不寻常的工艺项目。他们将粉末和液体混合成类似油漆的稠度，将棉布样布浸入液体中，然后将米色的布晾干。通过这一过程，他们创造出可以迅速中和人类已知最致命的毒剂-神经毒剂的织物。

这些面料是十年来军服设计的最新成果，可以更好地保护穿戴者免受化学武器的侵害。法哈（Farha）的布专门破坏神经毒剂VX和梭曼毒剂（soman），也称为GD，是沙林毒剂的毒性更高的衍生物。这些化学物质会破坏人体的中枢神经系统，完全阻断人体细胞的相互交流。它们可以迅速杀死人类而无需被摄入。

这种经过化学处理的面料能够中和神经毒剂

目前，美军士兵的制服会吸收神经毒剂，但不会破坏它们。没有参与这项工作的美国陆军研究人员,化学家贾里德·德科斯特（Jared DeCoste）说，目标是要制造出一种既能做衣服又能破毒剂的布料。德科斯特正在开发类似的织物，以中和芥子气。芥子气是一种化学武器，不是神经毒剂，但会严重灼伤皮肤，眼睛和呼吸道。他的小组已经将这种抗芥子气技术纳入了新防毒面具原型。

尽管它们令人讨厌，但化学家们只要将它们倒入烧杯中，就可以很容易地中和这些神经毒剂。普通的水可以在几天内缓慢分解这些毒素，但是化学家可以添加称为催化剂的特定物质，从而将反应时间缩短至数分钟。

法哈实验室的挑战是安排这种反应在干织物上进行。他的团队在织物上涂上了一种关键成分：一种称为MOF-808的皱纹结晶分子。该分子实质上是从周围的空气中收集水分。水蒸气由于其形状和化学性质而喜欢凝结在MOF-808分子上。当MOF-808与神经毒剂接触时，附着在分子上的水会分解毒素，而在整个MOF-808晶体中遍布的锆原子则充当催化剂，加速了神经毒剂的分解。只要在湿度至少为30％的地方穿着这种织物，它就可以收集足够的水，在几分钟内分解神经毒剂。

法哈的团队在相当现实的条件下测试了该织物的功效，例如，用柴油和人造汗水弄脏织物。这些污染物并未显著降低其性能。实际上，多汗的织物比干净的织物性能更好-可能是因为有更多的水。

MOF-808属于一类称为金属有机骨架的分子。斯坦福大学的化学家Yuzhang Li说，只有一角钱大小的金属有机框架就构成了大约两个足球场的表面积。

法哈的织物涂层还使用一种称为聚乙烯亚胺的聚合物，该聚合物将金属有机骨架均匀地粘合到衣服上。但是实现这种统一的层有点侥幸。化学家们并不了解金属有机骨架如何附着在表面上的细节，因此他们仍不清楚使分子黏附的最佳方法。

Li开发了一种拍摄金属有机框架的技术，可以帮助回答这个问题。用李的方法，他触发金属有机骨架发生化学反应，然后将其浸入液氮中。然后，他在显微镜下拍摄框架。该方法称为低温电子显微镜，是从生物学中的类似技术改编而来的。它可以及时冻结化学反应，使化学家可以逐帧研究反应。 Li的团队使用该技术对金属有机框架内捕获的二氧化碳分子进行成像。Li说，这些更详细的图像可能会使研究人员设计出更好地执行特定化学反应的框架。

分子尺度对化学反应成像

既然法哈的织物能够完成所需的化学反应，他的团队将开始考虑其耐磨性。为了使士兵能够使用这种面料的额外保护，他的团队现在需要使面料起到一件衣服的作用。对于法哈而言，这意味着回答诸如涂层是否会脱落，织物是否透气等问题。

化学家们正在研究这样的分子结构

他说，像法哈这样的基础研究项目现已奠定了制作这些制服所需的大部分科学基础。尽管研究人员必须调整设计，进行更多测试并弄清楚如何扩大生产规模，但法哈认为，军方将在几年内采用这些在化学上极为精巧的制服。

但是，金属有机框架的作用远不止是军服。特别是，它们使化学家可以自由设计所需的分子。化学家可以将金属原子与不同的有机化合物混合并匹配，以形成自定义的形状，就像在玩世界上最小的乐高积木一样。“您可以选择整个元素周期表，”发哈说。防毒制服只是开始。