Новый пористый материал необычайно эффективно впитывает масло и нефть, разлитые на поверхности воды. Он способен хранить их в себе в больших объёмах и неограниченно долго, отдавать по требованию и снова впитывать много-много раз без потери своих свойств.
Новые углеродные губки не только хорошо впитывают нефть и её производные, но и проводят ток, а ещё — живо откликаются на магнитное поле (фото Jeff Fitlow/ Rice University).
Экспериментаторы из университетов Райса и Пенсильвании сумели вырастить макроскопические губки из углеродных нанотрубок, многократно пересекающихся между собой. Такого эффекта удалось достичь путём добавки бора на стадии выращивания нанотрубок методом химического осаждения пара.
Обычно при такой технологии трубки растут прямо и независимо друг от друга. Но примесь бора заставляет их многократно изгибаться, переплетаться и скрещиваться, а главное — соединяться в самых различных точках (на атомарном уровне) за счёт создания ковалентных связей.
Авторы разработки указывают, что новые губки сохраняют эластичность даже после 10 тысяч циклов сжатия (фото Jeff Fitlow/ Rice University).
Ранее учёные строили похожие сложные системы из нанотрубок за счёт обработки последних после этапа выращивания. Преимущество предлагаемой технологии – простота. Макроскопический образец твёрдого материала с заданными свойствами получается непосредственно в процессе роста нанотрубок. (Детали опыта можно найти в статье в Scientific Reports.)
Ведущий автор исследования, аспирант из университета Райса Дэниел Хэшим (Daniel Hashim), демонстрирует спокойное горение масла, пропитавшего нанотрубочную губку (фото Jeff Fitlow/ Rice University).
В новых губках пустоты занимают более 99%. При этом материал оказался супергидрофобным. Несмотря на открытые поры микро- и нанометрового масштаба, попытка затолкнуть такую губку под воду заканчивается провалом – кусочек губки выскакивает на поверхность. В то же время нанотрубочные блоки вышли олеофильными, так что впитывают всяческие масла в количестве свыше 100 граммов на 1 г собственного веса.
Достать содержимое из такой упаковки просто – губка получилась эластичной и упругой, так что её можно просто выжать. Другой вариант – поджечь губку. Масло или нефть сгорят, а сама губка останется нетронутой.
Сейчас Хэшим и его коллеги работают над технологией получения более крупных образцов таких губок и их сшивания в протяжённые листы. Последнее умение окажется незаменимым при использовании нового материала для очистки разливов нефти (фото Jeff Fitlow/ Rice University).
Создатели губки говорят, что она пригодится не только для очистки воды, но и найдёт применение в электротехнике (как электрод для батарей), машиностроении (как основа для полимерных композитов) и медицине (как строительные леса для биоимплантатов).
