واشنگتن، 23 آوریل 2024 – نشت نفت یک فاجعه مرگبار برای اکوسیستم های اقیانوسی است. آنها می توانند اثرات پایداری بر ماهی ها و پستانداران دریایی برای چندین دهه داشته باشند و در جنگل های ساحلی، صخره های مرجانی و زمین های اطراف ویران کنند. پخش کننده های شیمیایی اغلب برای تجزیه روغن استفاده می شوند، اما اغلب سمیت را در این فرآیند افزایش می دهند.
در نامه های فیزیک کاربردی، توسط انتشارات AIP، محققان دانشگاه مرکزی جنوبی، دانشگاه علم و فناوری Huazhong و دانشگاه بن گوریون نقب از درمان های لیزری برای تبدیل چوب پنبه معمولی به ابزاری قدرتمند برای درمان نشت نفت استفاده کردند.
آنها می خواستند با استفاده از موادی با ردپای کربن کم، راه حلی غیرسمی و موثر برای پاکسازی روغن ایجاد کنند، اما تصمیم آنها برای آزمایش چوب پنبه نتیجه یک کشف شگفت انگیز بود.
نویسنده یوچون او گفت: “در یک آزمایش لیزری متفاوت، ما به طور تصادفی متوجه شدیم که ترشوندگی چوب پنبه ای که با استفاده از لیزر پردازش شده است به طور قابل توجهی تغییر کرده است و خواص فوق آبگریز (آب گریز) و فوق اللئوفیل (جذب روغن) به دست می آورد.” “پس از تنظیم مناسب پارامترهای پردازش، سطح چوب پنبه بسیار تاریک شد، که باعث شد متوجه شویم که ممکن است یک ماده عالی برای تبدیل فتوترمال باشد.”
کای یین، نویسنده این مقاله گفت: “با ترکیب این نتایج با مزایای سازگار با محیط زیست و قابل بازیافت چوب پنبه، ما به فکر استفاده از آن برای پاکسازی نشت نفت دریایی افتادیم.” طبق اطلاعات ما، هیچ کس دیگری استفاده از چوب پنبه را برای پاکسازی نشت نفت دریایی امتحان نکرده است.
چوب پنبه از پوست درختان بلوط چوب پنبه ای به دست می آید که می توانند صدها سال زنده بمانند. این درختان را می توان هر هفت سال یک بار برداشت کرد و چوب پنبه را تبدیل به یک ماده تجدید پذیر می کند. هنگامی که پوست درخت برداشته می شود، درختان فعالیت بیولوژیکی خود را برای جایگزینی آن تقویت می کنند و ذخیره کربن خود را افزایش می دهند، بنابراین برداشت چوب پنبه به کاهش انتشار کربن کمک می کند.
نویسندگان انواع روشهای لیزر پالس سریع را برای دستیابی به تعادل بهینه ویژگیها در چوب پنبه که میتوان با هزینه کم به دست آورد، آزمایش کردند. آنها تغییرات ساختاری نانوسکوپی را از نزدیک بررسی کردند و نسبت اکسیژن و کربن موجود در ماده، تغییرات در زوایای تماس آب و روغن با سطح، و جذب امواج نور، انعکاس و گسیل مواد در سراسر طیف را اندازهگیری کردند تا دوام آن را پس از آن مشخص کنند. چرخه های متعدد گرم شدن و سرد شدن
خواص فتوترمال اعطا شده در چوب پنبه از طریق این پردازش لیزری باعث می شود چوب پنبه به سرعت در زیر نور خورشید گرم شود. شیارهای عمیق همچنین سطح در معرض نور خورشید را افزایش می دهند، بنابراین چوب پنبه را می توان تنها با کمی نور خورشید در 10-15 ثانیه گرم کرد. این انرژی برای گرم کردن روغن ریخته شده، کاهش ویسکوزیته و آسانتر جمعآوری آن استفاده میشود. در آزمایشها، چوب پنبهای که با لیزر درمان شده بود، روغن را در عرض ۲ دقیقه از آب جمعآوری کرد.
لیزر درمانی نه تنها به جذب بهتر روغن کمک می کند، بلکه باعث جلوگیری از ورود آب نیز می شود.
یین گفت: «وقتی چوب پنبه تحت درمان لیزری با پالس سریع قرار میگیرد، ریزساختار سطح آن خشنتر میشود. این زبری در سطح میکرو تا نانو باعث افزایش آبگریزی می شود.
در نتیجه، چوب پنبه بدون جذب آب، روغن را جمع آوری می کند، بنابراین روغن را می توان از چوب پنبه استخراج کرد و احتمالاً حتی از آن دوباره استفاده کرد.
یوچون او گفت: «بازیابی نفت یک کار پیچیده و سیستماتیک است و مشارکت در بازیافت نفت در کل چرخه حیات آن هدف ما است. مرحله بعدی آماده سازی مواد الکتروترمال با استفاده از فوم پلی یورتان به عنوان اسکلت برای جذب روغن، ترکیب تکنیک های فتوترمال و الکتروترمال برای تشکیل یک سیستم بازیابی روغن در همه شرایط آب و هوایی است.
