Каждый нефтяной разлив, как на суше, так и в открытом море, являет собой чудовищную экологическую катастрофу. Последствия таких событий приходится расхлёбывать экосистемам на протяжении долгих лет. При этом ликвидация разливов в воде сводится к сбору самого толстого поверхностного слоя нефти. Пятно по большей части сжигают, собирают разнообразными впитывающими материалами и обрабатывают мылами, но шлейфы в толще воды остаются недосягаемыми.
В 2010 году взрыв на американской нефтяной платформе Deepwater Horizon в Мексиканском заливе привёл к крупнейшему в истории разливу нефти. И единственным положительным итогом этой катастрофы стало то, что учёные по всему миру занялись разработкой новых методов борьбы с нефтяными пятнами.
Для решения этой задачи исследователи из Аргоннской национальной лаборатории (ANL) создали губчатый материал, который не только впитывает нефтепродуктов в 90 раз больше собственного веса, но и может быть использован многократно. Кроме того, важно, что новая губка способна собирать нефть не только с поверхности, но и из более глубоких слоёв воды.
Основу изделия, получившего название Oleo Sponge, что можно перевести на русский язык как "масляная губка", составляет широко распространённый пенополиуретан. Этот вспененный материал содержит в себе многочисленные полости, но в нормальном состоянии он одинаково впитывает и воду и нефть, что снижает его эффективность при ликвидации разливов.
Сет Дарлинг (Seth Darling) и его коллеги модифицировали пенополиуретан с помощью двухступенчатого химического процесса. Данный метод был ранее разработан в лаборатории, а сейчас его адаптировали под конкретную задачу.
Сначала учёные нанесли на внутреннюю поверхность губки тонкий слой оксида металла, который играл роль своеобразного клея для второго слоя. На него учёные осадили особые олеофильные молекулы, которые способны захватывать углеводороды, из которых состоит нефть.
Испытания чудо-губки в гигантских бассейнах с морской водой показали, что она отлично собирает разлитое дизельное топливо и сырую нефть с поверхности и из-под воды. Результаты работы были подробно описаны в статье, опубликованной в научном издании Journal of Materials Chemistry A.
"Наш материал очень прочный, – рассказывает Дарлинг в пресс-релизе. – Мы провели множество тестов, отжимая губку десятки и сотни раз, но пока не установили, каков предел её возможностей".
Самое интересное заключается в том, что перспективы технологии не ограничиваются сбором нефтепродуктов.
"Наш метод чрезвычайно гибок и может быть адаптирован для многих видов очистки, — добавляет соавтор исследования Джефф Элам (Jeff Elam). — Вы можете прикрепить другую молекулу, чтобы захватывать какую-либо иную конкретную субстанцию".
Из самых близких идей реализации, помимо перспектив борьбы с разливами нефти, Oleo Sponge может быть использована для поддержания чистоты воды в морских портах, в которых постоянными загрязнителями являются топливо и машинные масла. Сейчас исследователи ищут партнёров для коммерциализации своего изобретения.
Не стоит также забывать, что загрязнение нефтепродуктами – это только одно из бедствий Мирового океана. Вода на нашей планете нуждается в очистке и от других загрязнителей, в частности, радиоактивных элементов, лекарственных препаратов и других химических веществ, вездесущего пластика и много чего другого.
