Исследователи из университетов Бонна и Аахена и Heimbach-GmbH разработали новый метод удаления нефтяных загрязнений в воде: ткани со специальными свойствами поверхности пассивно сливают масло и транспортируют его в плавающий контейнер. Ученые использовали поверхности из растительного мира в качестве моделей. Исследование в настоящее время опубликовано в журнале «Философские транзакции А».
Перенос супергидрофобии на текстиль
Плавательный папоротник Сальвиния представляет большой интерес для ученых благодаря особым свойствам его листьев. Потому что они очень боятся воды: при погружении они оборачиваются воздушной рубашкой и, таким образом, остаются абсолютно сухими. Исследователи называют это поведение «супергидрофобным», которое можно перевести как «чрезвычайно водоотталкивающее».
Тем не менее, поверхность Сальвиния любит нефть - в некотором смысле, это оборотная сторона супергидрофобии. «Таким образом, листовки могут транспортировать масляную пленку на их поверхности», - объясняет профессор Вильгельм Бартлотт, почетный сотрудник Боннского университета. «И мы также смогли перенести это свойство на технически производимые поверхности, такие как текстиль».
На следующем видео показано, как лист сальвиния высасывает масло с поверхности воды:
Функциональный текстиль как "жирные ложки"
Такие супергидрофобные вещества могут затем использоваться, например, для эффективного удаления масляных пленок с водных поверхностей и без использования химических веществ. В отличие от других материалов, которые использовались для этой цели, они не впитывают масло. «Вместо этого он дрейфует по поверхности текстиля, движимый исключительно силой сцепления», - объясняет Бартлотт.
«Например, в лаборатории мы вешали такие ленты на край контейнера, плавающего на воде. За короткое время они почти полностью удалили масло с поверхности воды и перенесли его в резервуар ». Привод обеспечивается гравитацией; поэтому дно резервуара должно быть ниже поверхности воды с масляной пленкой. «Затем масло полностью снимается - как при помощи автоматической жировой ложки для бульона».
Это делает супергидрофобный текстиль интересным и для экологических технологий. Они обещают новое решение насущной экологической проблемы - увеличение загрязнения нефтью воды.
Многоразовое масло
Новый процесс работает без использования химикатов. Масло также просто всасывается обычными связующими веществами и обычно может быть сожжено позже. Иное дело в методе супергидрофобии: « Масло, попавшее в плавающий контейнер , настолько чистое, что его можно использовать повторно», - объясняет профессор Бартлотт.
Бионика
Бионическое воздушное покрытие облегчает плавание судов по воде
Бионика
Говорят, что структура кожи акулы делает машины более эффективными
Используйте для меньшего загрязнения
Нефтяные пленки, плавающие на воде, предотвращают газообмен через поверхность. С другой стороны, они опасны для многих растений и животных при контакте. Поскольку масляные пленки быстро распространяются по большим поверхностям, они могут поставить под угрозу целые экосистемы.
Однако этот процесс не предназначен для крупных разливов нефти, например, после аварии танкера. Но даже незначительное загрязнение - например, от моторного масла от автомобилей или судов, отработанного масла или от утечек - является насущной проблемой. «Даже в стоячей или медленной воде даже небольшие количества представляют опасность для экосистемы», - подчеркивает биолог. Там он видит основной потенциал нового метода.