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美国开发出智能过滤涂层
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美国开发出智能过滤涂层

浏览:509次 发布日期:2018-01-31 字号:  
 美国密歇根大学开发出一种表面可变形的智能过滤涂层,仅仅利用重力即可将油从水中分离,对于石油泄漏污染清理、污水处理、燃料应用中的石油净化及化妆品行业等将起到十分有益的作用。该研究结果发表在最新一期《自然通讯》期刊上。

密歇根大学材料科学与工程助理教授阿尼什说,该系统不使用额外的化学清洁剂,也不是在添加了清洁剂之后使用,而是建立了一个过滤涂层,排斥油但吸引水,扭转了传统材料的性能,提供了一个更为有效的从水路中消除原油的方法。

该涂层具有亲水且疏油的作用,其由一种混合的橡胶、市面上销售的聚合物和一种新型纳米粒子构成。其中的聚合物可以很容易与水形成氢键;纳米粒子缺乏表面能量,不会被石油弄湿。通过显微镜观察,可以明显看到过滤涂层表面的变形,当接触水时,该涂层会变得更加平滑,能够使涂层中的聚合物与水结合,并使其顺利通过过滤器,而将油保留在顶部。

在实验中,研究人员制作了水包油型乳剂、油包水型乳剂等四种不同类型的油/水混合物,将这些混合物通过滤膜,分离游离油和水的效率达99.9%。研究人员解释说,当涂层接触水,其上的聚合物和纳米粒子的成分会迅速形成不同的结构,促使水分子与聚合物结合。当涂层表面结构变形时,聚合物依靠毛细管作用带动更多的水通过过滤器,而油仍残留在过滤器顶部。

研究人员说,该涂层创建了一个智能型的过滤器,同时利用重力和毛细管作用只允许水通过。在无堵塞的状况下,这种涂层过滤器能够使用超过100小时,这在当今现有的技术上已是一个巨大的进步。

这是一个最便宜、节能有效的分离油水混合物的方法。这种表面形状可变形的智能过滤涂层,能在漏油事故的环境清理中分离油和水。除此之外,该技术还可用于污水处理、燃料应用中的石油净化及化妆品行业。

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