油水分離新技術(shù)助理溢油事故油污處理

　　海上重大溢油事故不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還對(duì)水域生態(tài)環(huán)境帶來(lái)毀滅性破壞。日前，我國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一種智能的新型油水分離模式，可有效處理溢油事故造成的油污。8月6日，該成果刊登于《自然?通訊》雜志。

　　最近幾年，油船溢油事故頻發(fā)。雖然油水不容，但因?yàn)楹Ｑ缶薮蟮乃?，油污很快?ldquo;稀釋”成體積微小的超微油滴，讓現(xiàn)有的除污方法束手無(wú)策。這些超微油滴隨著洋流不斷擴(kuò)散，嚴(yán)重威脅著生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)生活安全，各國(guó)科學(xué)家都在尋找能夠徹底清除超微油滴的方法。

　　石油這種富含環(huán)芳烴化合物的能源，可在哺乳動(dòng)物或鳥(niǎo)類(lèi)等生物體內(nèi)轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的物質(zhì)，從而影響DNA。這種DNA的突變可以使動(dòng)物的生育能力減退，甚至患上癌癥！更有專(zhuān)家表示，油污可以陷進(jìn)沉積物中，危害數(shù)十年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。

　　科研人員從仙人掌的針刺中獲得了靈感針刺雖然體積細(xì)小，但能高效地吸附空氣中的水珠，讓仙人掌在干旱的沙漠中也能生存。他們對(duì)仙人掌針刺的吸附過(guò)程進(jìn)行了觀察，看針刺如何凝結(jié)空氣中的水分，并推論人工針刺可能也擁有類(lèi)似功能。

　　于是，該研究小組制備了錐形的針尖，并模擬仙人掌刺的表面來(lái)構(gòu)筑微米—納米復(fù)合粗糙結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)顯示，由于材料本身的疏水親油性質(zhì)，油水混合物在流經(jīng)錐形針尖時(shí)，油滴會(huì)被吸附到針尖上，慢慢匯集成較大的油滴。針尖收集的油滴超過(guò)臨界大小時(shí)，就會(huì)自發(fā)地將油滴驅(qū)動(dòng)至錐形根部?jī)?chǔ)存。一個(gè)油滴被驅(qū)動(dòng)走后，露出的針尖表面又會(huì)開(kāi)始下一個(gè)集油的循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)的油水分離。

　　據(jù)了解，人造針尖的主要原料是銅(表面修飾長(zhǎng)鏈硫醇)和聚二甲基硅氧烷。在實(shí)驗(yàn)中，研究人員也嘗試了金、聚苯胺、聚乙烯材料，同樣能達(dá)到效果。因此，他們推測(cè)絕大多數(shù)水下親油的材料均可作為針尖的原料，從而有助于該技術(shù)具備更低廉的成本、實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用。

　　江雷表示，這種“邊收集邊驅(qū)動(dòng)”的分離技術(shù)能實(shí)現(xiàn)連續(xù)、高效的油水分離，分離效率可達(dá)99%以上，而且具有高通量、環(huán)境友好、耐腐蝕等特性，對(duì)新型油水分離技術(shù)的開(kāi)發(fā)和發(fā)展有重要意義。“該研究也會(huì)為環(huán)境保護(hù)和石油工業(yè)提供有力的技術(shù)支持，包括原油泄漏事故處理、工業(yè)含油廢水處理、油田開(kāi)采的三次采油等。”

　　雖然這一新技術(shù)還未用于實(shí)踐，但研究人員認(rèn)為將有很好的應(yīng)用前景。“我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中選用的材料聚二甲基硅氧烷價(jià)格就已經(jīng)十分低廉，如果工業(yè)應(yīng)用的話，也可以選用有類(lèi)似性質(zhì)但更廉價(jià)的材料。”