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石油对水生生物构成相当大的威胁。Bonn和Aachen大学以及Heimbach-GmbH公司的研究人员开发了一种去除这种污染物的新技术:具有特殊表面特性的纺织品被动撇去油污,并将其转移到一个漂浮的容器中。科学家们用植物界的表面作为模型。这项研究已经发表在《Philosophical Transactions A》期刊上。
一名研究人员拿着一片绿叶对着斑点。几秒钟之内,叶子就把水面上的油吸走了,一点痕迹也没留下
这片绿叶来自漂浮的蕨类植物槐叶。它的叶子的特殊能力使科学家们对它非常感兴趣,因为它们非常疏水:当被淹没时,它们将自己包裹在一层空气中,保持完全干燥。研究人员将这种行为称为“超疏水”,可以翻译为“极度拒水”。
然而,槐叶表面喜欢油,在某种程度上,这是超级恐水症的另一面。Bonn大学名誉教授、前植物园主任Wilhelm Barthlott博士解释说:“这使得叶子能够在其表面运输一层油膜”。“我们也能够将这种特性转移到技术上可生产的表面,如纺织品。”
作为“吸管”的功能性纺织品
这种超疏水物质可以例如用于有效地从水面去除油膜,而无需使用化学品。然而,与目前用于此目的的其他材料不同,它们不吸收油。“相反,它沿着织物的表面行进,仅仅依靠其粘附力向前移动,”Barthlott解释道。“例如,在实验室里,我们将这种织物带挂在漂浮在水面上的容器边缘。在很短的时间内,他们几乎完全清除了水面上的石油,并将其运输到容器中。”重力提供了动力;因此,容器的底部必须低于有油膜的水面。"然后油被完全撇去——就像用自动撇油勺撇清肉汤一样."
这也使得超疏水纺织品对于环境技术来说很有意义。毕竟,他们承诺了一种新的方法来解决日益增加的水体漏油这一尖锐的环境问题。浮在水面上的油膜会引起许多问题。它们阻止了气体通过地表的交换,对许多植物和动物的接触也是危险的。由于油膜也会在大面积表面迅速扩散,它们会危及整个生态系统。
无化学品清洁
新工艺不需要使用化学品。传统的粘合剂只是吸收油,然后通常只能在以后燃烧。超疏水方法不同:“撇入漂浮容器的油非常干净,可以重复使用,”Barthlott教授解释道。
该过程不适用于大规模石油灾难,如油轮事故后发生的灾难。但是特别小的污染,如汽车或轮船的发动机油、加热油或泄漏,是一个紧迫的问题。这位生物学家强调说:“即使是很少的数量也会对生态系统构成威胁,尤其是在停滞或缓慢流动的水域中。”。这是他看到新方法的主要应用潜力的地方,Bonn大学已经为此申请了专利。
一般来说,许多表面表现出超疏水行为,尽管程度不同。基本的先决条件首先是材料本身是防水的,例如由于蜡涂层。但仅此还不够:“超级恐水症总是基于表面的某些结构,如小毛或疣——通常是纳米技术规模的,”波恩大学的植物学家解释说。也多亏了他,科学现在比几十年前更了解这些关系。
这项研究工作是由DBU联邦世界报资助的。“现在,这有助于我们与Aachen大学合作,开发具有特别好的运输性能的吸油材料,”Barthlott说。
来源:uni-bonn.de、NTMT纺织新材料
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素材来源官方媒体/网络新闻