記者日前從中國科學技術(shù)大學獲悉，該校化學與材料科學學院俞書宏研究組與工程科學學院丁航研究組合作，在清理回收水面浮油裝置的設計及應用方面取得重要進展。相關(guān)成果日前發(fā)表于德國《應用化學》雜志，并被該刊選為“熱點論文”。

頻繁的石油泄漏事故對海洋生態(tài)系統(tǒng)和海洋環(huán)境帶來巨大破壞。對于黏度較小的石油，由于其擴散面積大、油層薄等特點，很難利用傳統(tǒng)的圍油收集方式清理。而采用分散劑、微生物富養(yǎng)化以及燃燒等清理手段，不僅對生態(tài)環(huán)境帶來二次破壞或污染，而且會浪費日益短缺的能源。

多孔疏水親油材料表現(xiàn)出優(yōu)異的油水分離性能。但這種材料的吸油容量有限、消耗量大，其運輸、播撒及回收都存在很大困難。加上后期回收浮油的操作復雜、成本高昂，阻礙了這種材料的商業(yè)化進程。

此次研究人員提出了將經(jīng)過疏水納米二氧化硅處理的疏水親油海綿與自吸泵相結(jié)合的新思路，設計出一種新型浮油收集設備，能在水面上連續(xù)且高選擇性地收集浮油。他們還利用流體力學理論模型，證明了該浮油收集設備的工作原理：海綿在自吸泵的作用下，油—空氣和油—水界面的毛細管壓會根據(jù)自吸泵產(chǎn)生的負壓變化進行自發(fā)調(diào)控，使油—空氣和油—水界面像保護膜一樣阻止水和空氣進入海綿內(nèi)部，只有水面浮油在海綿內(nèi)部負壓的作用下流入海綿并被抽走。

這種設計方案大大減少了疏水親油材料用量，同時降低浮油清理與回收的難度和成本。在實際應用中，這種浮油收集設備可進一步集成，形成一張浮油收集網(wǎng)。浮油收集船可拖曳著這個具有無限吸油容量的“大網(wǎng)”，像捕魚一樣收集水面的浮油。這種材料還可折疊起來，作為油輪和海上鉆井平臺的應急設施，以便快速處理低黏度油品或密度比水小的碳氫化物泄漏事故。（記者楊保國）