Физики научились отделять масло от воды при помощи гравитации

Американские физики изобрели особую мембрану, способную разделять воду и масло cо 100% эффективностью исключительно при помощи силы тяжести, что позволит использовать очистные сооружения на базе таких фильтров для очистки вод моря от нефтяных пятен.

Группа ученых под руководством Аниша Тутейя (Anish Tuteja) из университета штата Мичиган в городе Энн-Арбор (США) разработала новый тип мембраны, не требующий очистки или использования внешних источников энергии. Размер пор и структура каналов в мембране определяет, как хорошо она будет пропускать воду или другие типы жидкостей. Тутейя и его коллеги изучили поведение воды и масла при движении сквозь такие материалы и воспользовались полученными данными для создания устройства, разделяющего смесь из масел и воды на отдельные компоненты.

Этот прибор состоит из двух мембран, которые в свою очередь соединенны в виде опрокинутой на бок буквы "Г". Нижняя мембрана - железная "губка", покрытая слоем полимера из семейства силсесквиоксанов - соединения кремния, кислорода и углеводородных радикалов. Комбинация из губки и полимера создает особую конфигурацию пор, великолепно пропускающую воду и отталкивающую маслянистые вещества.

Боковая мембрана в точности такая же, но в ней вместо силсесквиоксана применяется другой полимер - полиэтиленгликоль-диакрилат (PEGDA). Эта мембрана легко пропускает молекулы масла и задерживает молекулы воды. Работа обеих мембран не требует внешних источников энергии или повышения давления в жидкости, что выгодно выделяет их на фоне других фильтров.

Ученые проверили работу своего изобретения, профильтровав смесь из 30% воды и 70% гексадекана, одного из компонентов дизельного топлива. Мембрана справилась со своей задачей - она разделила смесь из жидкостей на их отдельные компоненты. По словам ученых, мембраны пропустили всего 0,01% "неправильных" молекул.

Не смотря на все это, устройство способно работать более 100 часов без потери в скорости фильтрации, что позволяет использовать такие фильтры для очистки больших объемов жидкости. Тутейя и его коллеги полагают, что их изобретение найдет применение при очистке сточных вод, добыче нефти и производстве топлива, а также при ликвидации нефтяных разливов.