Но группа исследователей из Университета Висконсин-Мэдисон изучает альтернативные материалы, которые можно модифицировать для поглощения нефти и химикатов без поглощения воды. В случае дальнейшего развития технология может предложить более дешевый и «зеленый» метод поглощения нефти и тяжелых металлов из воды и других поверхностей.
Шаоцинь «Сара» Гонг, исследователь из Висконсинского института открытий (WID) и доцент кафедры биомедицинской инженерии, аспирант Цифэн Чжэн и Чжиюн Цай, руководитель проекта в лаборатории лесных продуктов Министерства сельского хозяйства США в Мэдисоне, недавно создали и запатентовали новая технология аэрогеля.Аэрогели, которые представляют собой высокопористые материалы и самые легкие из существующих твердых веществ, уже используются в самых разных областях, от изоляционных и аэрокосмических материалов до загустителей в красках. Аэрогель, приготовленный в лаборатории Гонга, состоит из нанофибрилл целлюлозы (экологически безопасные материалы на основе древесины) и экологически чистого полимера. Кроме того, эти аэрогели на основе целлюлозы производятся с использованием экологически безопасного процесса сублимационной сушки без использования органических растворителей.
Внимание компании Gong привлекла комбинация этого «более зеленого» материала и его высоких характеристик.«Уникальным свойством этого материала является то, что он обладает превосходной абсорбционной способностью к органическим растворителям — почти в 100 раз превышающей его собственный вес», — говорит она. «Он также обладает сильной способностью поглощать ионы металлов».
Обработка аэрогеля на основе целлюлозы особыми типами силана после того, как он был подвергнут сублимационной сушке, является ключевым этапом, который придает аэрогелю его водоотталкивающие и маслоопоглощающие свойства.«Так что, например, если у вас произошел разлив нефти, вы можете бросить этот лист аэрогеля в воду, и он начнет очень быстро и эффективно впитывать масло», — говорит она. «Как только оно полностью пропитается, вы можете вынуть его и выжать все масло. Хотя его впитывающая способность снижается после каждого использования, его можно использовать повторно в течение пары циклов».
Кроме того, этот аэрогель на основе целлюлозы демонстрирует превосходную гибкость, что продемонстрировано механическими испытаниями на сжатие.Хотя необходимо проделать большую работу, прежде чем аэрогель станет массовым, Гонг говорит, что хочет поделиться потенциальными преимуществами технологии за пределами научного сообщества.«Мы живем во время, когда загрязнение является серьезной проблемой, особенно для здоровья человека и животных в океане», — говорит она. «Мы стремимся разрабатывать технологии, чтобы оказывать положительное влияние на общество».Гон и ее коллеги опубликовали свои открытия в Journal of Materials Chemistry A.
Видео-демонстрацию аэрогеля можно посмотреть на https://vimeo.com/83866048.