211service.com
Nano sūklis eļļas noplūdēm
Plānas membrānas, kas izgatavotas no nanovadu tīkla, var kļūt par daudzsološu līdzekli naftas noplūdes attīrīšanai un toksisko piesārņotāju noņemšanai no gruntsūdeņiem. Iegremdējot ūdens un eļļas maisījumā, 50 mikrometrus biezā membrāna absorbē eļļu, uzbriest līdz 20 reizēm tās svara.
Parasti naftas noplūdes tiek attīrītas, izmantojot to pašu pamattehnoloģiju, ko izmantoja pirms 20 gadiem. Tas ietver absorbējošu materiālu izmantošanu, lai uzsūktu eļļas pēdas. Dabiskie sorbenti, piemēram, siens un celuloze, eļļā var uzsūkt no 3 līdz 15 reizēm vairāk par savu svaru, savukārt uz sintētiskie polimēru bāzes sorbenti var uzsūkt līdz pat 70 reizēm vairāk par savu svaru. Bet šie materiāli mēdz absorbēt arī ūdeni.
Jaunā membrāna absorbē eļļu un šķīdinātājus un ir superhidrofoba, kas nozīmē, ka tā spēcīgi atgrūž ūdeni. Ja jūs to ieliktu ūdenī uz mēnesi un izņemtu, tas joprojām būtu sauss, saka Frančesko Stellači MIT materiālu zinātnes un inženierzinātņu profesors, kurš vadīja darbu, publicēts tiešsaistē Dabas nanotehnoloģijas . Stellaci saka, ka materiālam nevajadzētu būt pārāk dārgam, lai to izgatavotu lielos daudzumos, un to var viegli izmantot atkārtoti daudzas reizes, lai gan pētnieki vēl nav izmērījuši, cik reižu.
Maikls Rubners MIT materiālu zinātnes un inženierzinātņu profesors, kurš nebija iesaistīts projektā, saka, ka membrānas atkārtota izmantošana ir tās raksturīgākā iezīme. Citas hidrofobas struktūras parasti ir izgatavotas no organiskiem materiāliem. Neorganiskie nanovadi var izturēt temperatūru līdz 600 grādiem pēc Celsija, kur organiskie materiāli noārdīsies. Ja membrāna kļūst netīra ar eļļu vai jums ir jānoņem eļļa, [jūs] būtībā varat to pagatavot un iztīrīt un principā izmantot atkal un atkal, saka Rubners.
Membrāna ir kālija mangāna oksīda nanovadu paklājs, katrs aptuveni 20 nanometrus plats. Stellacci un viņa kolēģi saliek paklājus, izmantojot metodi, kas līdzīga tai, ko izmanto papīra ražošanā: viņi izveido nanovadu suspensiju un žāvē uz pamatnes. Viņi ir izgatavojuši membrānas, kuru garums ir 27 centimetri katrā pusē, bet Stellacci saka, ka tās varētu izgatavot lielākos paklājiņos.
Divas svarīgas īpašības nodrošina membrānai tās izcilās eļļas absorbējošās un ūdeni atgrūdošās īpašības. Pirmkārt, nanovadu sietam ir mazas poras – vidēji 10 nanometrus platas, kas spēj absorbēt ūdeni un citus šķidrumus membrānā. Lai izvairītos no ūdens, pētnieki pārklāj membrānu ar ūdeni atgrūdošu silikonu. Rezultāts: ūdens noripo no membrānas virsmas, kamēr eļļa ātri pārvietojas pa porām. Stellacci un viņa kolēģi pārbaudīja membrānu ar dažādu organisko šķīdinātāju un eļļu maisījumiem, tostarp motoreļļu, benzīnu un toluolu.
Pētnieki arī atklāja, ka membrāna var atdalīt gandrīz identiskus šķīdinātājus; iemērcot benzola un toluola maisījumā, membrāna absorbē tikai toluolu. Tas ir diezgan pārsteidzoši, jo tās ir diezgan līdzīgas molekulas, saka Joergs Lahans , ķīmijas inženierijas profesors Mičiganas Universitātē. Šis īpašums var atvērt citus lietojumus, piemēram, ķīmisko vielu un šķīdinātāju attīrīšanu vai atdalīšanu.
Pētnieki cer, ka nanomembrāna varētu samazināt atkritumu daudzumu un samazināt izmaksas par naftas noplūžu attīrīšanu no laivām un naftas rūpniecībā. Taču Dags Heltons, Nacionālās okeānu un atmosfēras administrācijas zinātnieks, saka, ka varētu būt pāragri spriest, vai nanomembrāna varētu būt praktiska lielu naftas noplūdes attīrīšanā. Viņš saka, ka sildīšanas tehnika, kas nepieciešama membrānas tīrīšanai, var izrādīties diezgan apgrūtinošs process.
Turklāt membrānas eļļas uzsūkšanas spēja var samazināties reālas noplūdes gadījumā. Heltons saka, ka naftas noplūdes ir diezgan netīras. Var būt daudz gružu. Tas var samazināt sorbenta efektivitāti. Pagaidām Heltons uzskata, ka membrāna varētu būt piemērota ūdens piesārņotāju noņemšanai rūpnīcās vai mazāku naftas noplūdes tīrīšanai garāžās un mašīnu darbnīcās.