魔法吸油泡沫管

石油——人類文明社會的血液，展示了人類是如何利用自身的智慧和才能在大自然中脫穎而出。

各色各樣的「油」推動了社會的發展，豐富了人們生活的方法。然而，近年來，因海上漏油、工業廢油和生活用油等產生的含油廢水也嚴重破壞生態環境、危害人類健康，成為人類生存發展的新挑戰。故而，研究高效油水分離材料和技術具有重要的科學意義和應用價值。

目前，傳統油污染的治理仍以圍油欄、浮選法、燃燒法和膜分離法等為主，但是上述方法都存在著一定的不足，比如能耗高、用時長、成本高、步驟複雜、添加有害溶劑和易造成二次污染等。

因此現有油污處理手段難以滿足需求，急需開發高效處理油污染問題的新材料和新方法。

近日，中科院寧波材料所高分子事業部鄭文革研究員團隊成功製備出一種可以快速從油水混合物中分離出水的魔法泡沫管，其製備過程綠色環保、無需任何化學試劑或填料，成本低、可大批量生產（每秒可製備超過0.5米）。

這種超強吸油泡沫採用的是親油疏水的聚丙烯材料，根據「同性相吸，異性相斥」的原理，不含極性基團的聚丙烯，會疏遠（極性的）水，而更親近油。

道理我們都懂，可是，光是親油疏水的材料要實現快速油水分離效果還是遠遠不夠啊！

於是研究人員黃童鞋向大自然這位「智者」求助。「智者」派出三位弟子（「荷葉」、「蜂」、「秸稈」）進行多方位指導。

「荷葉」說：「蓮出淤泥而不染，是因為表面有粗糙的微觀形貌以及疏水的表皮蠟，俗稱超疏水結構，所以為了提高材料的疏水性能你們可以試試提高表面的粗糙度」。

「蜂」說：「蜂巢聯聯，起阿房矣。我們蜂巢採用是正六邊形結構，因此密合度最高、所需材料最簡、可使用空間最大，故而能容納更大數目的蜂蜜。所以為了提高材料的吸油量你們可以在材料內部構築正六邊形結構啊，不過得用開孔結構不然油進不去，還得加上密封結構防止油流出來。」

「秸稈」說：「豆秸吹火旋烘衣。我們的中空結構沒事可以拿來吹吹火、吸吸水、運運貨啊。根據泊肅葉定律內徑大的管道通量大，吸阻小、速度快就是我們最大的特點，所以想要快速運東西把材料做空就對了。」

聽完自然界「大師們」的指導之後，黃童鞋茅塞頓開，設計了一種新型的仿生中空梯度結構。

有了設計圖和前期調研，研究人員便提出採用超臨界二氧化碳擠出發泡工藝製備上述仿生中空梯度結構，並通過理論推導其可行性和構建了相應的模型。

相比於其他材料，這種仿生中空結構在不需任何化學試劑和填料的情況下，便可以賦予材料超高的通量、高效的分離效率等優勢，大大減低了材料的成本，並且易於大批量生產。此外，在實際應用中該魔法吸油泡沫管吸滿油以後，還可以通過擠壓進行回收利用。

希望這項新技術和新材料在不斷改進和優化後能早日服務人類，減輕油污染對人類健康和生態環境的傷害。

來源：中國科學院寧波材料技術與工程研究所

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