簡介：
海綿吸收的油量是其重量的30倍以上，可重復(fù)使用多達(dá)數(shù)十次；秘密在于其親油，疏水，磁性（OHM）納米復(fù)合涂層；工藝可以將任何便宜的海綿變成智能海綿進行環(huán)境修復(fù)；該團隊還正在探索用于清除水中農(nóng)業(yè)污染的智能海綿。
正文：
由西北大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的團隊開發(fā)了一種高度多孔的智能海綿，可選擇性地吸收水中的油。
海綿吸收的油量是其重量的30倍以上，因此可用于廉價而有效地清理漏油而不會損害海洋生物。將油從海綿中擠出后，可以重復(fù)使用數(shù)十次，而不會損失其有效性。
負(fù)責(zé)這項研究的美國西北航空公司的Vinayak Dravid說：“漏油事件對環(huán)境，人類健康和經(jīng)濟造成了破壞性的直接影響 ?！?“盡管許多泄漏事故很小，而且可能不會成為晚間新聞，但它們?nèi)匀粚ι鷳B(tài)系統(tǒng)和周圍社區(qū)造成了深遠(yuǎn)的侵害。與目前的任何最新解決方案相比，我們的海綿可以更經(jīng)濟，高效和環(huán)保的方式補救這些溢出物?！?/p>
該 研究于昨天 （5月27日）發(fā)表在《工業(yè)工程與化學(xué)研究》雜志上。
德拉維德（Dravid）是西北麥考密克工學(xué)院的亞伯拉罕哈里斯材料科學(xué)與工程教授 。Dravid實驗室的高級研究助理Vikas Nandwana是該論文的第一作者。
溢油清理是一個昂貴且復(fù)雜的過程，通常會損害海洋生物并進一步破壞環(huán)境。當(dāng)前使用的解決方案包括燃燒油，使用化學(xué)分散劑將油分解成非常小的液滴，撇去浮在水面上的油和/或用昂貴的不可回收的吸收劑吸收油。
Nandwana說：“每種方法都有其自身的弊端，沒有一個是可持續(xù)的解決方案。” 燃燒增加了碳排放，分散劑對海洋野生生物極為有害。撇油器不能在粗糙的水或薄薄的油層中使用。吸附劑不僅價格昂貴，而且會產(chǎn)生大量的物理廢物，類似于尿布的垃圾掩埋問題。”
西北解決方案通過選擇性地吸收石油并留下清潔的水和不受影響的海洋生物而繞開了這些挑戰(zhàn)。秘密在于磁性納米結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合涂層和親油（吸引油），疏水（抗水）和磁性的碳基基材(四氧化三鐵和石墨制備的涂料)。納米復(fù)合材料的納米多孔3D結(jié)構(gòu)選擇性地與油分子相互作用并與油分子結(jié)合，捕獲并存儲油，直到油被擠出為止。磁性納米結(jié)構(gòu)為智能海綿提供了兩個附加功能：在外部磁場存在下的受控運動，以及以模擬和遠(yuǎn)程方式解吸被吸附成分（例如油）的過程。
OHM（親油疏水磁性）納米復(fù)合漿料可用于涂覆任何便宜的市售海綿。研究人員在海綿上涂了一層稀薄的漿液，將多余的漿液擠出并使其干燥。海綿可以快速輕松地轉(zhuǎn)換為對油具有選擇性親和力的智能海綿（或“ OHM海綿”）。
Vinayak和他的團隊使用許多不同類型的密度和粘度不同的原油測試了OHM海綿。OHM海綿始終吸收多達(dá)30倍于其重量的油，而將水拋在后面。為了模擬自然波，研究人員將OHM海綿放在浸沒在水中的振蕩器上。即使劇烈搖動后，海綿也只會將吸收的油中不到1％的油釋放回水中。（說明吸油穩(wěn)定性很好）
“我們的海綿可在具有不同pH和鹽度水平的多種極端水生條件下有效工作，” Dravid說?！拔覀兿嘈盼覀兛梢酝ㄟ^納米解決方案解決千噸級的問題?！?/p>
Nandwana說：“我們很高興將這種智能海綿作為一種環(huán)境修復(fù)平臺，用于選擇性地去除和回收水，土壤和空氣中存在的污染物，例如過量的養(yǎng)分，重金屬污染物，VOC /毒素等。” “可以定制納米結(jié)構(gòu)涂層，以選擇性地吸附（然后解吸）這些污染物?！?/p>
該小組還正在研究另一種OHM海綿，該海綿可以選擇性地吸收（并在以后回收）來自肥料徑流和農(nóng)業(yè)污染的過量溶解養(yǎng)分，例如磷酸鹽。斯蒂芬妮·里貝特（Stephanie Ribet），博士學(xué)位 Dravid實驗室和論文的合著者候選人正在追求這一主題。該小組計劃開發(fā)OHM技術(shù)并將其商業(yè)化以進行環(huán)境清潔。
國家科學(xué)基金會支持“ OHM海綿：一種多功能，高效且環(huán)保的環(huán)境修復(fù)平臺”的研究。來自西北的Stephanie Ribet，Roberto Reis，Yuyao Kuang和Yash More是該論文的合著者。
參考文獻：OHM Sponge: A Versatile, Efficient, and Eco-friendly Environmental Remediation Platform ，DOI:doi/10.1021/acs.iecr.0c01493
本文來源：西北大學(xué)，僅供參考學(xué)習(xí)。
