Все промышленно развитые страны нуждаются в больших объемах нефти, которая обычно доставляется океанскими танкерами или по внутренним водным путям к месту назначения. Самый безвредный для окружающей среды способ очистить природу после аварии с разливом нефти — это поглотить и восстановить плавающую масляную пленку.Исследователи Empa Таня Циммерманн и Филипп Тингаут в сотрудничестве с Жилем Себе из Университета Бордо сумели разработать материал с высокой абсорбирующей способностью, который отделяет масляную пленку от воды и который затем может быть легко восстановлен, — губку из «силилированной» наноцеллюлозы.
В лабораторных испытаниях губки впитали минеральное масло или моторное масло в 50 раз больше их собственного веса. Они сохранили свою форму до такой степени, что их можно было вытащить клешнями из воды.
Следующим шагом будет точная настройка губок, чтобы их можно было использовать не только в лабораторных условиях, но и в реальных катастрофах.Производство в один этап — с целлюлозных заводовНанофибриллированная целлюлоза (NFC), основной материал для губок, извлекается из целлюлозосодержащих материалов, таких как древесная масса, побочные продукты сельского хозяйства (например, солома) или отходы (например, переработанная бумага) путем добавления к ним воды и отжима водной мякоть через несколько узких форсунок под высоким давлением.
В результате получается суспензия с гелеобразными свойствами, содержащая длинные и соединенные между собой нановолокна целлюлозы. Когда вода из геля заменяется воздухом путем сублимационной сушки, образуется губка из наноцеллюлозы, которая впитывает воду и масло.
Этот материал тонет в воде и поэтому непригоден для использования по назначению. Исследователям Empa удалось изменить химические свойства наноцеллюлозы всего за один этап процесса, добавив реактивную молекулу алкоксисилана в гель перед сушкой вымораживанием. Губка из наноцеллюлозы теряет свои гидрофильные свойства, больше не пропитывается водой и связывается только с маслянистыми веществами. В лаборатории «силилированная» наноцеллюлозная губка абсорбировала тестируемые вещества, такие как моторное масло, силиконовое масло, этанол, ацетон или хлороформ, в течение нескольких секунд.
Таким образом, нанофибриллированная целлюлозная губка сочетает в себе несколько желаемых свойств: она впитывает, надежно плавает в воде, даже когда она полностью насыщена, и биоразлагаема.