海床下面的石油鑽探和壓裂通過將微小的油滴釋放到周圍的水中，每年產生1000億桶被石油汙染的廢水。
從水中去除油的大多數努力都集中在去除工業洩漏物上的大浮油，但這不適用於去除微小的液滴。相反，科學家們正在尋找清潔水的新方法。
現在，多倫多大學和倫敦帝國理工學院的研究人員開發了一種海綿，可在十分鐘內從廢水中去除90％以上的油微滴。
使用海綿時，油會通過稱為吸附的過程像薄膜一樣覆蓋其表面。 使用後，可用溶劑處理海綿，該溶劑會從海綿中釋放出油。然後可以將油回收。海綿，準備再次使用。
海綿對以前的概念進行了改進：主要作者，現任帝國理工學院化學工程系的Pavani Cherukupally博士在T的博士學位期間開發了海綿的早期版本。
儘管以前的海綿去除了測試樣品中95％以上的油，但這樣做卻花了三個小時–遠遠超過了工業上使用的時間。
此外，海綿僅在特定的pH範圍內才能很好地工作。
現在，Cherukupally博士與T和帝國大學的學者一起，對海綿進行了化學改性，使其具有潛在的工業用途。新海綿的工作速度更快，並且pH範圍比以前的海綿更大。
研究結果發表在《自然可持續性》上。
海綿的秘密
Cherukupally博士使用普通的聚氨酯泡沫（類似於沙發墊中的泡沫）來創建原始的海綿，以從廢水中分離出微小的油滴。該團隊仔細調整了孔徑，表面化學性質和表面積，以創建一個海綿，該海綿吸引並捕獲油滴，同時讓水流過。
為了在新研究中改善海綿的性能，Cherucupally博士的團隊與美國化學大學的化學家合作，在泡沫表面添加了稱為納米晶矽的微小顆粒材料。這意味著它們可以更好地控制海綿的表面積和表面化學性質，從而提高其捕獲和保留油滴的能力，這些油滴可以作為孔隙表面的塗層，這一概念被稱為臨界表面能。
使用後，可以將海綿從水中移開並重新使用。
Cherukupally博士說：「關鍵的表面能概念來自生物汙損研究，該研究試圖防止微生物和藤壺等生物附著在船體等表面上。
「通常，您希望將臨界表面能保持在一定範圍內，以防止附著，但在我們的案例中，我們操縱了它以使液滴緊緊附著。
「這完全是從戰略角度選擇孔及其表面的特徵。商業海綿已經具有微小的孔，可以捕獲微小的液滴：聚氨酯海綿是由石油化學製品製成的，因此它們已經具有化學基團，可以很好地捕獲液滴。
「問題在於我們的化學基團少於捕獲所有液滴所需的化學基團。因此，我與美國化學大學的化學家合作以增加化學基團的數量，並與帝國大學的達裡爾·威廉士教授合作以得到適量的塗料。」
「我們操縱（海綿）使液滴緊緊附著。這是關於從戰略上選擇孔及其表面特徵的全部」——Pavani Cherukupally博士化學工程系
機油清理
華盛頓大學的合著者艾米·比爾頓教授說：「目前的溢油清理策略主要集中在浮油上，但它們錯過了水中形成的微滴。
「儘管我們的海綿是為工業廢水而設計的，但將其適應淡水或海洋條件可以幫助減少未來洩漏所造成的環境汙染。」
Cherukupally博士將繼續改善海綿在石油應用中的性能，並與帝國理工大學生命科學系的Huw Williams博士合作研究海綿如何從鹽水中去除細菌。
她還希望使用海綿來處理天然氣，採礦和紡織工業的汙染，並希望使該技術可負擔得起在發展中國家使用-主要用於消除受汙染的有機物，重金屬和病原體的河流。
本新聞故事改編自美國新聞大學的新聞稿。
相片： Kevin Soobrian（多倫多大學）