Uleiul reprezintă un pericol considerabil pentru viața acvatică. Cercetătorii de la Universitățile din Bonn și Aachen și Heimbach-GmbH au dezvoltat o nouă tehnologie pentru îndepărtarea unor astfel de contaminări: Textile cu proprietăți speciale de suprafață scot pasiv uleiul și îl mută într-un recipient plutitor. Oamenii de știință au folosit ca model suprafețele din regnul plantelor. Studiul a fost publicat acum în revista Philosophical Transactions A.

metodă

Videoclipul este pe cât de scurt, pe atât de impresionant: secvența de 18 secunde arată o pipetă din care se scurge țiței de culoare închisă într-un pahar cu apă. Apoi, un cercetător ține o frunză verde de față. În câteva secunde, frunza aspiră uleiul de la suprafața apei, lăsând nici măcar o urmă în urmă.

Vedeta filmului, frunza verde mică, provine din feriga plutitoare Salvinia. Abilitățile speciale ale frunzelor sale îl fac extrem de interesant pentru oamenii de știință, deoarece sunt extrem de hidrofobe: când sunt scufundate, se înfășoară într-un sacou de aer și rămân complet uscate. Cercetătorii numesc acest comportament „superhidrofob”, care poate fi tradus ca „extrem de hidrofug”.

Cu toate acestea, suprafața Salvinia iubește uleiul care este, într-un fel, o parte inversă a superhidrofobiei. „Acest lucru permite frunzelor să transporte un film de ulei pe suprafața lor”, explică Prof. Dr. Wilhelm Barthlott, emerit al Universității din Bonn și fost director al grădinilor sale botanice. „Și am reușit, de asemenea, să transferăm această proprietate pe suprafețe producibile din punct de vedere tehnic, cum ar fi materialele textile”.

Textile funcționale ca „tuburi de aspirație”

Astfel de substanțe superhidrofobe pot fi utilizate, de exemplu, pentru îndepărtarea eficientă a filmelor de ulei de pe suprafețele apei și fără utilizarea substanțelor chimice. Cu toate acestea, spre deosebire de alte materiale care au fost utilizate în acest scop până acum, acestea nu absorb uleiul. „În schimb, el se deplasează de-a lungul suprafeței țesăturii, deplasat înainte doar de forțele sale adezive”, explică Barthlott. "De exemplu, în laborator am agățat astfel de benzi de țesătură peste marginea unui recipient plutind pe apă. În scurt timp, au scos aproape complet uleiul de pe suprafața apei și l-au transportat în recipient." Gravitatea oferă puterea; prin urmare, fundul recipientului trebuie să fie sub suprafața apei cu pelicula de ulei. "Uleiul este apoi complet degresat - ca și cum ar folosi o lingură automată de degresare pentru carne de carne."

Acest lucru face, de asemenea, textile super-hidrofobe interesante pentru tehnologia mediului. La urma urmei, ei promit o nouă abordare pentru rezolvarea problemei acute de mediu a creșterii deversărilor de petrol pe corpurile de apă. Filmele de ulei care plutesc pe apă provoacă o serie de probleme. Acestea împiedică schimbul de gaze prin suprafață și sunt, de asemenea, periculoase la contactul multor plante și animale. Deoarece filmele de ulei se răspândesc rapid și pe suprafețe mari, pot pune în pericol ecosisteme întregi.

Curățare fără substanțe chimice

Noul proces nu necesită utilizarea substanțelor chimice. Agenții de legare convenționali absorb pur și simplu uleiul și pot fi arși de obicei numai mai târziu. Metoda superhidrofobiei este diferită: „Uleiul degresat în recipientul plutitor este atât de curat încât poate fi reutilizat”, explică Prof. Barthlott.

Procedura nu este destinată dezastrelor petroliere pe scară largă, precum cele care apar după un accident de petrolier. Dar contaminările deosebit de mici, cum ar fi uleiul de motor de la mașini sau nave, încălzirea uleiului sau scurgerile, sunt o problemă urgentă. „Chiar și cantitățile minore devin un pericol pentru ecosistem, în special în apele stagnante sau cu curgere lentă”, subliniază biologul. Acesta este locul în care vede potențialul major de aplicare a noii metode, pentru care a fost depus un brevet de către Universitatea din Bonn.

În general, multe suprafețe prezintă un comportament superhidrofob, deși în grade diferite. Condiția prealabilă de bază este în primul rând faptul că materialul în sine este hidrofug, de exemplu datorită unui strat de ceară. Dar numai asta nu este suficient: „Superhidrofobia se bazează întotdeauna pe anumite structuri de la suprafață, precum firele mici de păr sau negii - adesea la scară nanotehnologică”, explică botanistul de la Universitatea din Bonn. De asemenea, datorită lui știința știe acum mult mai multe despre aceste relații decât a făcut-o acum câteva decenii.

Lucrarea de cercetare este finanțată de Deutsche Bundesstiftung Umwelt DBU. „Acest lucru ne ajută acum să dezvoltăm materiale absorbante de ulei cu proprietăți de transport deosebit de bune, în cooperare cu Universitatea RWTH Aachen”, spune Barthlott.