Новости науки

Наномембрана соберет разлитую нефть

6 июля 2013
Любая утечка нефти может обернуться настоящей катастрофой, устранить последствия которой очень непросто. Поэтому в настоящее время возросла потребность в материалах, которые могут эффективно очищать воду от углеводородов. Для сбора нефти и отделения её от воды можно использовать нанопористые мембраны. В идеале, методы получения таких мембран должны быть максимально просты и дешевы, а сами они должны быть экологически безопасны, стабильны и просты в использовании.

Исследователи из США и Японии предложили материал, образованный нанопроводами манганита K2-xMn8O16. Мембраны из этого материала, напоминающие обычную бумагу, имеют трехмерную нанопористую структуру и проявляют супергидрофильные свойства. Однако, если нанопровода покрыть гидрофобными молекулами, мембраны становятся супергидрофобными с контактным углом, превосходящим 170°. Чтобы вернуть материалу супергидрофильные свойства, нужно удалить гидрофобные молекулы, слегка подогрев мембрану.

Нанопровода образуются в результате гидротермального синтеза из K2S2O8, K2SO4 и MnSO4 при 250°С. Полученная суспензия наносится на тефлоновую подложку и высушивается. И всё – наномембрана готова. Бумага имеет иерархическую структуру – она образована волокнами, состоящими из нанопроводов манганита.

Мембрана была обработана паром, получающимся при нагревании полидиметилсилоксана (ПДМС). В результате все волокна оказались покрыты слоем силикона (3 nm), а материал приобрел супергидрофобные свойства. Как показали дополнительные эксперименты, свойства материала в основном определяются особой микроструктурой. При комнатной температуре супергидрофобность не меняется довольно долго (по крайней мере, 3 месяца), а при 390°С мембрана снова становится супергидрофильной за счет удаления силикона.

Мембрана из нанопроводов отлично проявила себя в нелегком деле очистки воды от нефтепродуктов. После помещения в стакан с водой, покрытой слоем углеводорода, происходит полное впитывание последнего. Мембрана может поглотить жидкости в 20 раз больше своего веса. При этом в отличие от других известных материалов новый материал совершенно не впитывает воду. Также, по заверениям авторов работы, материал может справиться не только со слоем углеводорода на поверхности воды, но и с его эмульсиями. А ведь именно эмульсии серьезно затрудняют очистку и вынуждают перерабатывать огромные объемы воды. После использования мембрана может быть разбита на отдельные волокна ультразвуком, а потом собрана обратно после отделения абсорбата.

Работа «Superwetting nanowire membranes for selective absorption» опубликована в журнале Nature Nanotechnology.

Новости науки

Другие новости

16 апреля 2017 Море синее зажгли, или Еще о научных сенсациях

Занимаясь поиском лекарства от рака, Джон Канзиус решил попробовать опреснять воду. Опресняя воду, он обнаружил, что под действием радиоволн из соленой воды выделяется водород, который можно сжигать, получая температуру более 1600 градусов Цельсия. После того как Канзиус продемонстрировал миру свой аппарат, мнения разделились: одни считают, что ловкий мистификатор пытается продать вечный двигатель, другие - что наконец-то найдено альтернативное топливо.


5 февраля 2016 Просто о сложном - наши победители!

Подведены итоги конкурса научно-популярных статей «Просто о сложном». В конкурсе приняли участие молодые ученые – студенты, аспиранты, школьники, преподаватели и даже пост-доки – в возрасте до 35 лет, представившие на конкурс научно-популярную статью, написанную по результатам собственного исследования.


12 февраля 2011 Рентгеновское рассеяние для изучения растворов

Исследователи из Национальной лаборатории Аргонны и Университета Нотр Дам успешно использовали метод рентгеновского рассеивания для определения взаимодействий ионов металлов с растворителем и противоионами в растворах. Результаты исследований помогут ученым приблизиться к пониманию процессов, протекающих ...