Высокотехнологичная углеродная губка способна впитывать масла и нефть. Материал впитывающий нефть


Суперабсорбирующий материал впитывает нефть как губка « Variable

Несмотря на угрозу глобального изменения климата потребление нефти растет с каждым годом и аварии танкеров, как одного самых распространенных средств транспортировки нефти — явление, к сожалению, не редкое. Разлив углеводов, которые уходят открытое море из пробоин в стенах резервуаров этих судов — экологическая катастрофа. Но и их последствия на так страшны по сравнению с тем, что произошло в Мексиканском заливе несколько лет назад. Природа этого региона до сих пор не вернулась в нормальное состояние после разлива колоссальных объемов нефти в результате повреждения буровой скважины компании BP.

Массивные разливы нефти устранить очень сложно, и в определенных обстоятельствах сделать это практически не реально. Но, похоже австралийские ученые нашли решение, которое поможет решить эту проблему. Они разработали и испытали новый материал — нанолисты нитрида бора, который может поглощать масла и органические растворители в количестве, до 33 раз превышающие их собственный вес.

Материал, который буквально поглощает масло как губка, является, по словам авторов разработки, информация о которой недавно опубликована в Nature Communications, самым значимым продвижением в технологии ликвидации разливов нефти за десятилетие. Работа была проведена совместными усилиями ученых из Университета Дрекселя и Университета Дикина.

Научно-исследовательский совет Австралии поддерживает развитие новой технологии, поскольку в настоящее время методы очистки нефтяных разливов являются неэффективными и слишком продолжительными по времени.

Нанолист нитрида бора состоит из своеобразных хлопьев, которые всего несколько нанометров толщиной и имеют крошечные отверстия. Такая форма позволяет нанолисту увеличить площадь его поверхности на грамм до размера пяти с половиной теннисных кортов.

В 2013 году ученые разработали первый прототип материала, но это был простой порошок нитрида бора обычно называемый ‘белый графит’. Этот порошок обладал свойствами поглощения, но невозможно просто выбросить порошок на нефть, нужно обеспечить возможность отделения его от воды, поэтому позднее материал был модифицирован. Поры в нанолистах не только обеспечивают огромную площадь поверхности для поглощения масла и органических растворителей, но и сам наноматериал обладает отличными огнеупорными свойствами, позволяющими применять его для тепло или электроизоляции.

Сохрани, чтобы не потерять

zetwin 2013-07-07 2013-07-07 zetwin

variable.pp.ua

Новый пористый материал необычайно эффективно впитывает масло и нефть

Новый пористый материал необычайно эффективно впитывает масло и нефть, разлитые на поверхности воды. Он способен хранить их в себе в больших объёмах и неограниченно долго, отдавать по требованию и снова впитывать много-много раз без потери своих свойств.

Экспериментаторы из университетов Райса и Пенсильвании сумели вырастить макроскопические губки из углеродных нанотрубок, многократно пересекающихся между собой. Такого эффекта удалось достичь путём добавки бора на стадии выращивания нанотрубок методом химического осаждения пара.

Обычно при такой технологии трубки растут прямо и независимо друг от друга. Но примесь бора заставляет их многократно изгибаться, переплетаться и скрещиваться, а главное — соединяться в самых различных точках (на атомарном уровне) за счёт создания ковалентных связей.

Авторы разработки указывают, что новые губки сохраняют эластичность даже после 10 тысяч циклов сжатия (фото Jeff Fitlow/ Rice University).

Ранее учёные строили похожие сложные системы из нанотрубок за счёт обработки последних после этапа выращивания. Преимущество предлагаемой технологии – простота. Макроскопический образец твёрдого материала с заданными свойствами получается непосредственно в процессе роста нанотрубок. (Детали опыта можно найти в статье в Scientific Reports.)

Ведущий автор исследования, аспирант из университета Райса Дэниел Хэшим (Daniel Hashim), демонстрирует спокойное горение масла, пропитавшего нанотрубочную губку (фото Jeff Fitlow/ Rice University).

В новых губках пустоты занимают более 99%. При этом материал оказался супергидрофобным. Несмотря на открытые поры микро- и нанометрового масштаба, попытка затолкнуть такую губку под воду заканчивается провалом – кусочек губки выскакивает на поверхность. В то же время нанотрубочные блоки вышли олеофильными, так что впитывают всяческие масла в количестве свыше 100 граммов на 1 г собственного веса.

Достать содержимое из такой упаковки просто – губка получилась эластичной и упругой, так что её можно просто выжать. Другой вариант – поджечь губку. Масло или нефть сгорят, а сама губка останется нетронутой.

Сейчас Хэшим и его коллеги работают над технологией получения более крупных образцов таких губок и их сшивания в протяжённые листы. Последнее умение окажется незаменимым при использовании нового материала для очистки разливов нефти (фото Jeff Fitlow/ Rice University).

Создатели губки говорят, что она пригодится не только для очистки воды, но и найдёт применение в электротехнике (как электрод для батарей), машиностроении (как основа для полимерных композитов) и медицине (как строительные леса для биоимплантатов).http://www.membrana.ru/particle/17885

east-eco.com

Нанотрубки, поглощают нефть - Экологический дайджест FacePla.net

Создано 03.05.2012 10:19 Автор: Наталья Закалык

Недавно, исследователи из университета Райса и Пенсильванского университета, представили обществу новое изобретение – углеродные нанотрубки, которые способны впитывать нефть и другие масла. Автором проекта выступает аспирант Дэниел Хашим, работающий в университете Райса.

Эти нанотрубки стали результатом множественных экспериментов, в ходе которых обнаружилось, что если в них добавить атомы бора посредством химического осаждения пара, их структура преобразовывается, и получаются новые ковалентные связи. Причем, трубки начинают соединяться, перегибаться и сплетаться в самых разнообразных местах, тогда как в обычных условиях они расположены отдельно и независимо друг от друга. Такое новое свойство материала делает его почти воздушным, потому что в нем образовывается 99% пустот. Благодаря этому он олеофилен (любит масло) и супергидрофобен (не любит воду, поэтому спокойно по ней плавает). К тому же, эти углеродные нанотрубки могут проводить электричество и поддаются воздействию магнита.

А что самое интересное, так это то, что они способны поглощать такую массу веществ, которая в 100 раз больше их собственного веса. К примеру, 1грамм нанотрубки может поглотить 100г масла. При этом они будут сохранять поглощенные вещества длительное время и использовать их можно когда угодно. Например, нефть утилизируют с помощью сжигания нанотрубок, что совсем не портит их структуры. Во время горения сгорают только поглощенные вещества, а нанотрубки остаются без повреждений и их можно использовать еще и еще.

Также, новые углеродные нанотрубки очень эластичны. В лабораторных условиях их смогли сжать в 10000 раз, но они все равно сохранили свою упругость.

Их способности проверяли на морских розливах нефти, и они справились хорошо, поглотив ее всю без остатка. Также они могут применяться для поглощения других масел, к примеру, бензина.

На видео, предложенном ниже, Дэниел Хашим показывает свое изобретение и его свойства:

Маурисио Терронес, профессор физики Пенсильванского университета и один из соавторов проекта, считает, что углеродные нанотрубки можно будет использовать не только для поглощения нефти или бензина, но и для создания легких батарей. А если пропитать их полимерами, то можно получить легкие композиты для автопромышленности.

Сейчас команда исследователей, вместе с Дэниелом Хашимом, работает над тем, чтобы создать нанотрубки более крупных размеров с последующим соединением их в листы. Это будет очень удобно и необходимо при ликвидации разливов нефти.

www.facepla.net

Высокотехнологичная углеродная губка способна впитывать масла и нефть | Научные достижения

Не так давно учеными были представлены новейшие углеродные трубки, способные эффективно впитывать нефть и ее производные, а также откликаться на магнитные поля и проводить электрический ток. Новейший пористый материал отличается исключительность способностью к впитыванию масел и нефти, разлитых на водной поверхности. Более того, материал способен неограниченно долго хранить их в больших объемах, отдавать при необходимости, а затем многократно впитывать без потери основных свойств.

Исследователи из университетов Пенсильвании и Райса разработали метод выращивания микроскопических трубок из углеродных наноструктур, которые многократно пересекаются между собой. Добиться такого эффекта удалось за счет добавки бора на начальной стадии выращивания углеродных трубок, что осуществлялось методом химического осаждения пара.

Как правило, при применении этой технологии рост трубок происходит прямо, причем каждая из трубок растет независимо от другой. Однако добавление бора способствует их многократному изгибу, в результате чего трубки скрещиваются и переплетаются, и, что самое важное, на атомарном уровне соединяются в произвольных местах за счет возникновения ковалентных связей.

Ранее учеными уже были предприняты попытки реализации подобных сложных систем из углеродных трубок, которые базировались на доработке уже готовых образований. Отличительная особенность новой технологии – относительная простота. Макроскопический образец материала в твердом состоянии с заданными свойствами может быть получен непосредственно при выращивании нано трубок.

В новейших губках пустоты составляют более девяноста девяти процентов всего объема. При этом уникальный материал показывает исключительную гидрофобность. Несмотря на множественное наличие в структуре губок открытых пор, такое изделие не при каких условиях не погружается под воду. В то же время материал обладает высокой способностью к впитыванию различного рода масел,  которые могу быть поглощены в массе стократно превышающей массу губки – то есть на один грамм собственного веса свыше ста граммов масел.

Извлечь содержимое из высокотехнологичной губки невероятно просто – благодаря упругости и эластичности материала, ее можно легко выжать. Альтернативно можно решить данную проблему путем поджога губки; нефть и масло при этом сгорят, в то время как губка останется абсолютно нетронутой.

Разработчики губки считают, что очистка воды от нефтяных отложений не является единственным способом применения данного удивительного материала. Такой материал может быть с успехом применен в машиностроении, электротехнике и даже медицине.{odnaknopka}

energycraft.org

Создана губка, способная очистить океан от нефти и нефтепродуктов (+Видео)

8 марта 2017 Автор: nlo-mir Чудеса науки 1

Нефть и продукты её переработки на сегодняшний день являются основными загрязнителями океанов нашей планеты. Практически все серьёзные случаи загрязнения мирового океана связаны именно с нефтью. Даже если отбросить серьёзные аварии танкеров и нефтяных платформ, следует не забывать, что ежегодно в воды осознанно сбрасывается от 8 до 20 миллионов баррелей нефти просто в результате мытья трюмов морских перевозчиков нефти. И учёные довольно долго ломали себе голову над тем, как можно эффективно и недорого очистить воду от пролитых нефтепродуктов. Что ж, похоже, было найдено довольно неплохое решение.

Маслянистые нефтяные пятна, как правило, либо сжигают, либо пытаются собрать с помощью специальных губок. Так вот, специалисты Аргоннской национальной лаборатории при Министерстве энергетики США разработали совершенно новое поколение губок, которое мало того, что пригодно к многоразовому использованию, так ещё и впитывает нефть и продукты её переработки не только с поверхности воды, но даже под водой. Разработка получила название Oleo Sponge. После того как губка впитала в себя нефть, её отжимают на специальных станках, после чего она вновь становится пригодной для работы.

Идея создания такого материала витала в воздухе давно, но только сейчас учёным удалось воплотить желаемое в действительность. В основе губки лежит обычный пенополиуретан, отлично впитывающий жидкости. Основная проблема заключалась в том, что этот материал не различал между собой обычную воду и маслянистую нефть, впитывая и то и другое. Именно поэтому исследователям пришлось несколько модифицировать пенополиуретан, применив процесс под названием «синтез последовательной инфильтрации». Губка начала отдавать предпочтение именно маслянистым жидкостям, впитывая их, оставляя при этом воду снаружи.

Во время сотен испытаний и тестов Oleo Sponge на ура справилась со всеми поставленными перед ней задачами по очистке водоёмов. При этом новая губка впитывает не только нефть и продукты её переработки, но также дизельное топливо и всевозможные масла, различного происхождения. Учёные могут настроить материал таким образом, что он избирательно начнёт впитывать любые другие жидкости по их желанию, поэтому у новой губки просто широчайшая сфера применения. Думаю, что уже совсем скоро мы увидим применение губки на практике, но пока команда исследователей продолжает совершенствовать своё детище и размышлять о том, как можно коммерциализировать данное изобретение.

Другие статьи:

nlo-mir.ru

Суперабсорбирующий материал как инструмент для ликвидации последствий разлива нефти

Аварии нефтяных танкеров — не такое уж и редкое явление. Разлив нефти, которая уходит в море из трещин в стенах резервуаров танкера — катастрофа. Но даже это — детские игры по сравнению с тем, что произошло в Мексиканском заливе несколько лет назад. Экосистема региона до сих пор не оправилась от разлива огромного количества нефти в результате повреждения скважины, пробуренной компанией BP. Разлив нефти ликвидировать очень сложно, и в некоторых случаях сделать это практически невозможно.

Но надежда все же есть. На днях объединенная команда ученых из Университета Дрекселя и Университета Дикина объявила о создании

суперабсорбирующего материала, который представляет собой нанолисты нитрида бора. Абсорбент способен впитать нефти и органических растворителей в 33 раза больше свего веса. Это позволяет использовать суперабсорбент в качестве инструмента для ликвидации последствий разлива нефти.

Материал, полученный учеными, при сильном увеличении

Образно говоря, нитрид бора, скомпонованный должным образом, впитывает нефть, как губка. Возможности материала уже проверены — два года ученые тестировали его в лабораторных условиях. По мнению руководителя команды, профессора Айана Чена (Ian Chen), это наиболее перспективная разработка в сфере очистки нефти за несколько десятилетий.

«Разлив нефти — глобальная проблема, это катастрофа для экосистемы, не говоря уже о денежном выражении ущерба. Все помнят катастрофу в Мексиканском заливе, но катастрофа ведь случилась не только там», — говорит профессор.

В частности, эта проблема актуальна и для Австралии, где весьма активно движение водного транспорта, и вода постоянно загрязняется нефтепродуктами.

Исследование финансировалось Австралийским Научно-исследовательском Советом. По мнению Чена, современные средства очистки нефтяных пятен неэффективны и довольно сложные, не говоря уже о стоимости.

Что касается нитрида бора, то Чен компонует нанолисты материала из хлопьев этого вещества, размер каждого — всего лишь несколько нанометров. При этом поверхность материала очень неравномерная, что позволяет говорить об очень большой площади удельной поверхности частиц такого материала. Правда, создать губку из порошка нитрида бора — дело непростое, но и эту проблему ученым удалось преодолеть.

«В 2013 году мы разработали первый этап производства материала, но это был просто порошок. У порошка тоже неплохие абсорбционные характеристики, но просто набросать порошка в нефть нельзя. Нужно ведь собирать нефть, и это можно сделать при помощи губки», — комментирует ситуацию ученый.

В конце-концов, ученым удалось создать очень пористый аэрогель из нитрида бора, который идеально подходит для ликвидации разливов нефти. Интересно, что нитрид бора еще и огнеупорный материал, отличный теплоизолятор — так что его можно использовать и для тепло/электроизоляции.

www.nanonewsnet.ru

Суперабсорбирующий материал впитывает нефть как губка

Несмотря на угрозу глобального изменения климата потребление нефти растет с каждым годом и аварии танкеров, как одного самых распространенных средств транспортировки нефти — явление, к сожалению, не редкое. Разлив углеводов, которые уходят открытое море из пробоин в стенах резервуаров этих судов — экологическая катастрофа. Но и их последствия на так страшны по сравнению с тем, что произошло в Мексиканском заливе несколько лет назад. Природа этого региона до сих пор не вернулась в нормальное состояние после разлива колоссальных объемов нефти в результате повреждения буровой скважины компании BP.

Массивные разливы нефти устранить очень сложно, и в определенных обстоятельствах сделать это практически не реально. Но, похоже австралийские ученые нашли решение, которое поможет решить эту проблему. Они разработали и испытали новый материал - нанолисты нитрида бора, который может поглощать масла и органические растворители в количестве, до 33 раз превышающие их собственный вес.

Материал, который буквально поглощает масло как губка, является, по словам авторов разработки, информация о которой недавно опубликована в Nature Communications, самым значимым продвижением в технологии ликвидации разливов нефти за десятилетие. Работа была проведена совместными усилиями ученых из Университета Дрекселя и Университета Дикина.

Научно-исследовательский совет Австралии поддерживает развитие новой технологии, поскольку в настоящее время методы очистки нефтяных разливов являются неэффективными и слишком продолжительными по времени.

Нанолист нитрида бора состоит из своеобразных хлопьев, которые всего несколько нанометров толщиной и имеют крошечные отверстия. Такая форма позволяет нанолисту увеличить площадь его поверхности на грамм до размера пяти с половиной теннисных кортов.

В 2013 году ученые разработали первый прототип материала, но это был простой порошок нитрида бора обычно называемый "белый графит". Этот порошок обладал свойствами поглощения, но невозможно просто выбросить порошок на нефть, нужно обеспечить возможность отделения его от воды, поэтому позднее материал был модифицирован. Поры в нанолистах не только обеспечивают огромную площадь поверхности для поглощения масла и органических растворителей, но и сам наноматериал обладает отличными огнеупорными свойствами, позволяющими применять его для тепло или электроизоляции.

gisprofi.com