Учёные из Университета Южной Австралии разработали гидрофильное покрытие мембран для разделения нефти и воды, которое принципиально улучшает свойства фильтра и позволяет легко очищать его после использования.

Разделение воды и бензина

Чем больше мусора выбрасывают жители Земли ежесекундно, тем приятнее встречать новости об изобретении нового способа сделать планету чище. Например, вовсю развивается проект по избавлению Мирового океана от пластика. Вот вам, кстати, видео в тему: кит просит рыбаков помочь ему с застрявшим в пасти пакетом:

Не менее страшные последствия имеет и нефть, разлитая по поверхности воды. Все помнят ужасающую аварию в Мексиканском заливе, где добывала нефть одна из крупнейших нефтегазовых гигантов, британская компания BP. В результате аварии по подсчётам экологов только птиц погибло более полумиллиона.

Учёные уже придумали, как уменьшить поверхность нефтяного пятна. Но после этого нефтяную плёнку всё равно необходимо убрать с поверхности воды. Для этого применяют несколько различных методов — разделение нефти и воды при помощи центробежных сил, фильтрация, адсорбция, механический сбор.

Существующие мембраны, разделяющие воду и нефть, делятся на два типа. Одни – гидрофобные и олеофильные, отталкивающие воду и пропускающие нефть. Но такие фильтры довольно быстро загрязняются нефтью, после чего их нужно либо очищать вредными химическими реагентами, либо использовать новые.

Другие, которые в настоящий момент получают всё больше признания, олеофобные – в смоченном водой состоянии они отталкивают нефть и свободно пропускают воду. Их недостаток – необходимость в аккуратном и полном смачивании перед использованием. Если нефть попадёт на сухой участок фильтра (а это может легко произойти при борьбе с нефтяным пятном), он покроется ею и потеряет свои полезные свойства, и его нужно будет чистить специальными моющими средствами.

Уничтожение нефти после локализации

Но австралийские учёные создали мембрану из металлической сетки, покрытой гидрофильным полимером на основе фосфорилхолина. Он, в частности, применяется в медицине для изготовления стентов – каркасов, помещаемых в просвет полых органов (например, сосудов).

Молекулы фосфорилхолина являются цвиттер-ионами, или биполярными ионами. Они электрически нейтральны, но в их структуре есть части, несущие как отрицательный, так и положительный заряды, локализованные на несоседних атомах. Такие молекулы просто «обожают» воду – в биологических системах они создают водный слой на внешней стороне клеток, препятствующий их загрязнению.

Его свойства позволили создать такую мембрану, которая позволяет легко снимать слой нефти с поверхности воды. Для демонстрации её свойств исследователи изготовили пробирку с такой мембраной в крышке и погрузили её в стакан с водой, на поверхности которой был 4-сантиметровый слой нефти. При погружении в нефть та свободно проникает в пробирку, поскольку мембрана изначально была сухой.

Разделение сырой нефти и морской воды (видеовставить не удалось)

Когда мембрана сталкивается с водой, то вода очищает мембрану от нефти, она смачивается и приобретает олеофобные свойства. В результате при поднятии обратно вся нефть остаётся в пробирке, а вода свободно выходит.

По утверждению учёных, такие мембраны можно будет использовать также и в качестве фильтров для производственных предприятий для предотвращения выбросов маслянистых жидкостей в окружающую среду.