În speranța de a limita efectele dezastruoase de mediu ale deversărilor masive de petrol, oamenii de știință din materiale de la Universitatea Drexel și Universitatea Deakin, din Australia, s-au alăturat pentru a fabrica și testa un nou material, numit nanofolie de nitrură de bor, care poate absorbi de până la 33 de ori greutatea în uleiuri și solvenți organici - o trăsătură care ar putea face din aceasta o tehnologie importantă pentru atenuarea rapidă a acestor accidente costisitoare.

petrol

Materialul, care literalmente absoarbe uleiul ca un burete, este rezultatul sprijinului din partea Consiliului de cercetare australian și este acum gata să fie testat de industrie după doi ani de rafinament în laboratorul de la Deakin's Institute for Frontier Materials (IFM).

Profesorul Alfred Deakin Ying (Ian) Chen, dr., Autorul principal al unei lucrări, publicată recent în Nature Communications, a declarat că materialul este cel mai interesant progres în tehnologia de remediere a deversărilor de petrol din ultimele decenii.

„Vărsările de petrol reprezintă o problemă globală și fac ravagii asupra ecosistemelor noastre acvatice, fără a menționa costurile de miliarde de dolari în daune”, a spus Chen. "Toată lumea își amintește dezastrul de pe Coasta Golfului, dar aici în Australia sunt o problemă obișnuită și nu doar în apele noastre. Vărsările de petrol provenite din camioane și alte vehicule pot închide autostrăzile pentru o zi întreagă, echivalând din nou cu pierderi economice mari", a spus Chen. .

Consiliul australian de cercetare a susținut dezvoltarea nanofoliilor de nitrură de bor, deoarece, potrivit lui Chen, metodele actuale de curățare a deversărilor de petrol sunt ineficiente și nesofisticate - durează prea mult și provoacă daune continue și costisitoare.

Nanosheet-ul este alcătuit din fulgi, care au doar câțiva nanometri (o miliardime de metru) în grosime, cu găuri mici. Acest formular permite nanosheetului, de fapt, să-și mărească suprafața pe gram până la dimensiunea a cinci terenuri de tenis și jumătate.

Potrivit autorului principal, Weiwei Lei, dr., Om de știință IFM și beneficiar al Consiliului de cercetare australian Discovery Early Career Research Awardee, transformarea pulberii într-un burete a fost o mare provocare - dar un pas esențial în acest proces.

„În 2013 am dezvoltat prima etapă a materialului, dar a fost pur și simplu o pulbere. Această pulbere avea capacități de absorbție, dar nu puteți arunca pur și simplu pulbere pe ulei - trebuie să puteți lega pulberea respectivă într-un burete, astfel încât să putem înmuiați uleiul și separați-l de apă ", a spus Wei. "Porii din foi de nano asigură suprafața pentru a absorbi uleiurile și solvenții organici de până la 33 de ori greutatea sa."

Cercetătorii de la Colegiul de Inginerie Drexel au ajutat la studierea și funcționalizarea materialului, care a început ca pulbere de nitrură de bor, denumită în mod obișnuit „grafit alb”. Prin formarea pulberii în foi subțiri atomice, materialul ar putea fi transformat într-un burete.

„Tehnica mecanochimică dezvoltată a însemnat că a fost posibil să se producă soluții coloidale apoase stabile cu concentrație ridicată de foi de nitrură de bor, care ar putea fi apoi transformate în aerogeli poroși ultra-ușori și membrane pentru curățarea uleiului”, a spus Vadym Mochalin, dr., Co. -autor al lucrării, care a fost profesor asociat de cercetare la Drexel în timp ce lucra la proiect și este acum profesor asociat la Universitatea de Știință și Tehnologie din Missouri.

Echipa Drexel a folosit modelarea computațională pentru a ajuta la înțelegerea detaliilor intime ale modului în care a fost format materialul. În acest proces, echipa a aflat că nanofoliile de nitrură de bor sunt rezistente la flacără - ceea ce înseamnă că ar putea găsi aplicații și în izolația electrică și termică.

„Suntem încântați că sprijinul acordat de Consiliul australian de cercetare ne-a permis să participăm la acest studiu interesant și am putea să-i ajutăm pe colegii noștri IFM să modeleze și să înțeleagă mai bine acest material minunat”, a declarat Yury Gogotsi, dr. Colegiul de Inginerie și director al AJ Institutul de nanomateriale Drexel.

Echipa de nanotehnologii de la Institutul pentru Materiale de Frontieră Deakin lucrează de două decenii la nanomaterialele din nitrură de bor și a fost recunoscută la nivel internațional pentru munca sa în dezvoltarea nanotuburilor și nanofoliilor de nitrură de bor. Acest proiect este următorul pas în cercetarea continuă a IFM pentru a descoperi noi utilizări ale materialului.

"Suntem atât de încântați că am ajuns în sfârșit la această etapă după doi ani de încercări de a afla cum să transformăm ceea ce știam că este un material bun în ceva care ar putea fi practic folosit", a spus Chen.