جداسازي آب از نفت خام با ماده هيدروژل نانوساختار
لين فنگ و همكارانش از دانشگاه تسينگهوا در پكن يك شبكه فلزي ميكروساختار ساخته و آن را با يك ماده هيدروژل پلي‌آكريلاميدي نانوساختارِ ابرآب‌دوست و ابرروغن‌گريز پوشش داده‌اند. اين ماده جديد مي‌تواند از مخلوط‌هاي آب و روغن‌هايي مانند روغن نباتي، بنزين و گازوئيل و حتي از مخلوط‌هاي آب و نفت خام، بدون هيچ توان اضافي و بصورت انتخاب‌پذيري آب را بطور موثري (بيش از 99 درصد) جدا كند.
جداسازي آب و روغن يك مشكل بين‌سطحي است و مواد جديدي كه براي داشتن قابليت خيسي ويژه‌اي طراحي شده‌اند، وابستگي و برهم‌كنش متفاوتي با آب و روغن دارند؛ بنابراين مي‌توانند براي اين جداسازي استفاده شوند.
تصاوير ميكروسكوپ الكتروني پيمايشگر (SEM) از شبكه فلزي پوشش‌داده شده با هيدروژل پلي‌آكريلاميدي نانوساختار. اين شبكه از فولاد ضدزنگ ساخته شده است و متوسط قطر خلل و فرج آن 50 ميكرومتر است. (a سطح بزرگي از اين شبكه فلزي پوشش داده نشده. (b سطح بزرگي از اين شبكه فلزي پوشش داده شده. (c يك خلل و فرج منفرد در اين شبكه فلزي پوشش داده شده با هيدروژل منفرد. (d تصوير بسيار بزرگ شده‌اي از يك ميله منفرد روي اين شبكه فلزي پوشش داده شده كه در آن مي‌توان بخوبي پرزهاي نانوساختار را مشاهده كرد.
فنگ توضيح مي‌دهد: "محققان در اين زمينه روي موادي تمركز كرده بودند كه داراي خواص آب‌گريزي و روغن‌دوستي بودند. اين مواد روغن‌ها را بطور انتخاب‌پذير و موثري از آب فيلتر يا جذب مي‌كردند. با اينحال اين نوع مواد حذف‌كننده روغن بواسطه خواص روغن‌دوستي ذاتي‌شان به آساني بوسيله روغن‌ها گرفته و حتي بطور كامل مسدود مي‌شوند. بعلاوه روغن‌هاي جذب شده به سختي حذف مي‌شوند، و اين منجر به آلودگي ثانويه‌اي بعد از فرآيند جداسازي مي‌شود.
فنگ اشاره مي‌كند كه در طول اين فرآيند جداسازي، اين پوشش ابرروغن‌گريز مانع گرفتگي شبكه فلزي بوسيله روغن مي‌شود. او اضافه مي‌كند كه اين ماده جديد حذف‌كننده آب بطور كامل غيرقابل خيس شدن بوسيله مواد روغن‌دوست و آب‌گريز مرسوم است، بنابراين بطور اساسي بر مشكل‌هاي مربوط به گرفتگي آسان و بازيافت سخت غلبه مي‌كند.
فنگ مي‌گويد: "اين كار تلاش جديدي براي استفاده از قابليت خيس شدن ويژه جهت طراحي نسل جديدي از مواد براي جداسازي آب – روغن است. اين فناوري كاربردهاي بالقوه جذابي در تصفيه پساب‌هاي روغني صنعتي و نشت نفت خام دارد.
اين محققان نتايج كار تحقيقاتي خود را در مجله‌ي Advanced Materials منتشر كرده‌اند. nano.ir
جداسازي آب و روغن يك مشكل بين‌سطحي است و مواد جديدي كه براي داشتن قابليت خيسي ويژه‌اي طراحي شده‌اند، وابستگي و برهم‌كنش متفاوتي با آب و روغن دارند؛ بنابراين مي‌توانند براي اين جداسازي استفاده شوند.
تصاوير ميكروسكوپ الكتروني پيمايشگر (SEM) از شبكه فلزي پوشش‌داده شده با هيدروژل پلي‌آكريلاميدي نانوساختار. اين شبكه از فولاد ضدزنگ ساخته شده است و متوسط قطر خلل و فرج آن 50 ميكرومتر است. (a سطح بزرگي از اين شبكه فلزي پوشش داده نشده. (b سطح بزرگي از اين شبكه فلزي پوشش داده شده. (c يك خلل و فرج منفرد در اين شبكه فلزي پوشش داده شده با هيدروژل منفرد. (d تصوير بسيار بزرگ شده‌اي از يك ميله منفرد روي اين شبكه فلزي پوشش داده شده كه در آن مي‌توان بخوبي پرزهاي نانوساختار را مشاهده كرد.فنگ توضيح مي‌دهد: "محققان در اين زمينه روي موادي تمركز كرده بودند كه داراي خواص آب‌گريزي و روغن‌دوستي بودند. اين مواد روغن‌ها را بطور انتخاب‌پذير و موثري از آب فيلتر يا جذب مي‌كردند. با اينحال اين نوع مواد حذف‌كننده روغن بواسطه خواص روغن‌دوستي ذاتي‌شان به آساني بوسيله روغن‌ها گرفته و حتي بطور كامل مسدود مي‌شوند. بعلاوه روغن‌هاي جذب شده به سختي حذف مي‌شوند، و اين منجر به آلودگي ثانويه‌اي بعد از فرآيند جداسازي مي‌شود.
فنگ اشاره مي‌كند كه در طول اين فرآيند جداسازي، اين پوشش ابرروغن‌گريز مانع گرفتگي شبكه فلزي بوسيله روغن مي‌شود. او اضافه مي‌كند كه اين ماده جديد حذف‌كننده آب بطور كامل غيرقابل خيس شدن بوسيله مواد روغن‌دوست و آب‌گريز مرسوم است، بنابراين بطور اساسي بر مشكل‌هاي مربوط به گرفتگي آسان و بازيافت سخت غلبه مي‌كند.
فنگ مي‌گويد: "اين كار تلاش جديدي براي استفاده از قابليت خيس شدن ويژه جهت طراحي نسل جديدي از مواد براي جداسازي آب – روغن است. اين فناوري كاربردهاي بالقوه جذابي در تصفيه پساب‌هاي روغني صنعتي و نشت نفت خام دارد.
اين محققان نتايج كار تحقيقاتي خود را در مجله‌ي Advanced Materials منتشر كرده‌اند. nano.ir
