استفاده از غشاء نانوحفره‌ای برای جداسازی نفت از آب

پژوهشگران مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) با استفاده از لایه‌های دارای نانوحفره موفق به ساخت غشائی برای جداسازی نفت از آب شدند.

زمانی که مقدار زیادی روغن وارد آب می‌شود، با هم به شکلی ترکیب می‌شوند که امکان جدا کردن آن‌ها از هم به سختی امکان‌پذیر خواهد شد؛ به این ترکیب آمولوسیون گفته می‌شود. این فرآیند می‌تواند آسیب‌های جدی به محیط‌زیست وارد کند. پژوهشگران مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) روشی ارزان قیمت برای حل این مشکل یافته‌اند. این گروه تحقیقاتی موفق به ارائه روشی شدند که با استفاده از آن می‌توان در حجم صنعتی غشاء مناسب برای جدا کردن نفت از آب تولید کرد.
از این غشاء می‌توان علاوه بر پاک‌سازی محیط‌زیست، برای استخراج نفت از کف دریاها نیز استفاده کرد. در این نواحی به تزریق مقدار زیادی آب برای اعمال فشار به مخازن به منظور بیرون کشیدن نفت از بستر دریا نیاز است. در این فرآیند نفت و آب از مخازن زیرزمینی بیرون آمده و در نهایت درون تانک‌هایی نگه‌ داشته می‌شوند. درون این مخازن، به دلیل تفاوت وزن آب و نفت این دو از یکدیگر جدا می‌شوند. البته برای جدا کردن بهتر آن‌ها می‌توان از این غشاءها استفاده کرد.
جداسازی نفت و آب زمانی دشوار می‌شود که قطرات ریز آب در روغن غوطه‌ور باشد یا بالعکس، در واقع با کاهش ابعاد قطرات آمولولسیون این جداسازی با مشکل بیشتری مواجه می‌شود که در نانوآمولوسیون‌ها این دشواری به حد نهایت خود می‌رسد.
این گروه تحقیقاتی با استفاده از دو لایه حاوی نانوحفره و میکروحفره موفق به ساخت غشائی شدند که قادر به جداسازی نفت از آب، حتی به صورت نانوآمولوسیون است. با توجه به نیاز مصرف‌کننده، این غشاء می‌تواند ساختارهای آبدوست یا آبگریز داشته باشد. با انتخاب این ویژگی، می‌توان اجازه عبور یکی از دو ترکیب را فراهم کرد در حالی که دیگری در پشت غشاء به دام می‌افتد. ابعاد حفره باید کوچکتر از قطرات باشد تا روی عبور آن‌ها کنترل داشته باشد. اما با کوچک شدن ابعاد حفره، سرعت جداسازی کم می‌شود، بنابراین باید از فشار خارجی استفاده کرد که آن هم می‌تواند موجب پارگی غشاء شود. محققان برای حل این مشکل حفره‌های بزرگی را در یک سوی غشاء و حفره‌های کوچکتر را در سوی دیگر غشاء قرار دادند. با این کار هم استحکام ساختار افزایش می‌یابد و هم جداسازی با سرعت بالاتری اتفاق می‌افتد.