جدا سازی نفت از آب با نانوسیم‏ها

در سال 1989 کشتى نف تکش اکسون والدز در آلاسکا به گل نشست و 38000 تن نفت خام به منطقه Prince William  Pound نشت کرد. پدیدة نشت نفت یکى از جد ىترین حوادث زیست محیطى بشمار می‏رود.  

خدمه این نفت کش با تلاش شبانه روزى سعى کردند تا انتشار نفت به سایر مناطق را مهار کنند. اما جداسازى نفت از آب که دو سیال امتزاج‏ ناپذیر هستند، کارى مشکل و طاقت فرساست و جداسازى آنها همواره با موفقیت نسبى همراه است. با ظهور یک نوآورى در فناورى نانو که در مجله‏ى Nature Nanotechnology منتشر شده‏ است، جداسازى نفت به سهولت انجام‏پذیر خواهد بود.  تیم تحقیقاتى به سرپرستى فرانچسکو استلاچى و جینگ کونگ که در مؤسسه‏ى فناورى ماساچوست (MIT) فعالیت می‏کنند، ماده‏اى ورقه مانند ساخت هاند که قادر به جذب نفت تا 20برابر وزن خود است. این ماده مشابه ورق کاغذ است اما بجاى الیاف چوب از شبکه‏اى از نانوسیم‏ها ساخته شده است.

این نانوسیم‏ها از جنس اکسید پتاسیم منگنز هستند که به‏صورت شبکه‏اى از خطوط متقاطع با آرایشى مواج و درهم تنیده باعث ایجاد حفراتى در ساختار شبکه خود می‏شوند .این حفره‏ها به آسانى مایعات را جمع‏آورى و مولکول‏هاى مایع را به دام می‏اندازند. 

البته اگر نوآورى دکتر کونگ و استلاچى در همین حد بود که گفته شد، یک مشکل بزرگ به وجود می‏آمد؛ این شبکه علاوه ‏بر نفت، آب را هم به راحتى در ساختار خود جذب می‏کرد.  بنابراین جداسازى هیچ وقت اتفاق نمی‏افتد!  اما محققان فکرى براى این موضوع کرد ه‏اند. آنها سطح ماده را، بنحوى که حفره‏ها مسدود نشوند، با سیلیکون پوشاندند که سبب دفع آب می‏شده و فقط عبور مایعاتى نظیر نفت از آن امکانپذیر است. 

این مشخصه‏ى ویژه در این نوآورى آن را از سایر اسفنج‏هاى طراحى شده براى جداسازى آب از نفت متمایز می‏کند.  عملکرد چشمگیر این جاذب سبب می‏شود که بتوان آنرا براى ماه‏ها در آب رها کرده، پس از عارى شدن آب از آلودگى آنرا خارج نمود.  

سابقاً تمیز کردن آلودگی‏هاى نفتى در دریا نیازمند مجموع هاى از کشت ىها بود تا با احاطه کردن منطقه آلوده، از انتشار جریان نفت جلوگیرى کنند.  سپس مجموعه‏ى دیگرى از کشتی‏هاى مجهز به پمپ و تجهیزات کف‏گیرى و گودبردارى آورده می‏شد تا آلودگى از منطقه رفع شود.  این روش‏ها گران و وقت‏گیر به نظر می‏رسند اما این شبکه‏هاى نانوسیمى آلودگی‏هاى نفتى را بسیار سریع و با بازدهى بالا جذب می‏کنند و از این رو نیازمند مخازن کمترى هستند. 

علاوه‏ بر اینها، یکى از مزایاى این جاذب پایدارى آن در دماهاى بالاست.  این پایدارى سبب می‏شود تا با گرمایش و در نتیجه تبخیر نفت جذب‏ شده، این جاذب احیا و براى استفاده مجدد آماده شود. این نانوسیم‏ها ارزان بوده و به سهولت به‏ شکل ورقه کاغذ ساخته می‏شوند. این محققان بر این باورند که تولید انبوه این ماده با مشکلى مواجه نیست. 

نشت نفت همچنان به عنوان یک معضل زیست محیطى مطرح است و آثار مخرب آن تا سال‏ها در طبیعت باقى می‏ماند. حتى بعد از انجام تلاش‏هاى بسیار براى حادثه نفت‏کش اکسون و 19 سال کاهش میزان نفت به‏وسیله‏ى نیروهاى طبیعى، همچنان بقایاى آلودگى در منطقه یافت می‏شود .زمانى این مشکل بر طرف خواهد شد، اما این زمان با وجود این ابداع جدید زودتر فراخواهد رسید.