Исследователи опубликовали свое исследование в журнале Advanced Functional Materials. В исследовании они описывают, как функционализированные частицы оксида железа могут быть модифицированы с помощью самоорганизующегося монослоя, так что они адсорбируют только углеводороды. Эта группа химических веществ включает легкие соединения, такие как алканы и ароматические вещества, а также сырую нефть, бензин и дизельное топливо.
Такие углеводородные молекулы окружают очень мелкие частицы, как будто они всасываются, и достигают объема, который может вырасти в 14 раз больше, чем размер ядра частицы. Видео на сайте исследователей показывает, как порошок оксида железа наносится на жидкое масло и мгновенно превращается в вещество, которое можно удалить с помощью магнита. Оксид железа по своей природе является магнитным веществом.
Помимо многократного повторного использования исходного материала, большое отношение поверхности к объему, обеспечиваемое наночастицами, и благоприятное соотношение к количеству адсорбируемых углеводородов способствуют очень высокой эффективности процесса. Кроме того, позволяет полностью очищать воду от нефти и нефтепродуктов. С другой стороны, обычные методы создают дисперсии или смеси веществ, которые позволяют бактериям легче переваривать углеводороды, но остаются в морской воде до завершения этого процесса.
Помимо производства и определения характеристик частиц, исследование включало эксперименты с использованием различных углеводородов и разных источников воды при разных температурах, дополненных молекулярным моделированием, что позволило улучшить материалы. Три рабочие группы из инженерного факультета и факультета наук Университета Фридриха-Александра в Эрлангене-Нюрнберге (FAU) внесли свой вклад в исследование, в котором участвовали ученые во главе с проф. Доктор.
Маркус Халик (Департамент материаловедения и инженерии, органических материалов и устройств), проф. Доктор. Андреас Хирш (кафедра химии и фармации, органическая химия II) и проф.
Доктор. Дирк Зан (Профессор теоретической химии, Центр компьютерной химии).
Работа была поддержана Cluster of Excellence EAM (Engineering of Advanced Materials) из Инициативы по совершенствованию Федерального правительства и правительства земли Германии и Высшей школой молекулярных наук (GSMS) при FAU.
В будущем система может помочь значительно снизить воздействие загрязнения нефтью на окружающую среду.
Исследователи FAU в настоящее время работают с партнерами в промышленности над расширением производства материалов и внедрением концепции в реальные приложения в операциях по очистке.