Новости химической науки > Созданы новые мембраны для разделения систем вода-масло

Исследователи из США впервые описали дизайн поверхностей, способных отталкивать липофильные жидкости. Исследование может помочь разработке новых маслозащитных поверхностей и мембран для разделения нефти и воды.

Один из авторов открытия, Гарет МакКинли (Gareth McKinley) из Массачусетского Технологического Института поясняет, что благодаря небольшому значению поверхностного натяжения липофильных жидкостей дизайн маслоотталкивющей поверхности – задача более трудная, чем получение водоотталкивающих материалов.

Стальная решетка (размер квадратных пор – 1 мм), покрытая волокнами, содержащими 9.1 t% фтордецилового полимера, используемого для разделения воды и масла. Капли октана (подкрашены красным красителем) легко проходят сквозь мембрану, в то время как капли воды (подкрашены метиленовым синим) остаются на поверхности. (Рисунок: © A Tuteja and W Choi)

Ранее описывались примеры поверхностей, на которых липофильные жидкости образуют капли практически идеальной сферической формы. Эти суперолеофобные материалы отличаются грубой поверхностью и препятствуют растеканию капель масла благодаря наличию крошечных фрагментов воздуха, остающихся между поверхностью и маслом.

Для выяснения причин проявления маслооталкивающих свойств рядом таких поверхностей МакКинли построили точную модельную поверхность из кремния, покрыв ее маленькими дефектами в форме грибов. Именно форма «наногрибов» оказалась критически важной для создания воздушных карманов под каплями липофильных соединений.

Точное определение формы «грибов» позволило исследователям впервые разработать формы суперолеофобных поверхностей, оптимально подходящих для каждого типа липофильой жидкости. Расчеты исследователей также позволяют вычислять величину давления, при котором капля масла вытеснит воздух из пакета и растечется по поверхности.

Источник: Science, 2007, 318, 1618. (DOI: 10.1126/science.1148326)

метки статьи: #новые материалы, #физическая химия, #химия поверхности, #химия полимеров