Polymervetare från University of Groningen och NHL Stenden University of Applied Sciences, både i Nederländerna, har utvecklat ett polymermembran från biobaserad äppelsyra. Det är ett superamphiphiliskt epoxihartsmembran av vitrimer som kan användas för att separera vatten och olja. Detta membran är fullt återvinningsbart. När porerna blockeras av foulants, det kan depolymeriseras, rengöras och pressas därefter in i ett nytt membran. Ett papper som beskriver skapandet av detta membran publicerades i tidskriften Avancerade material den 7 mars, 2021.

Hur rengör du ett oljeutsläpp i vatten? Detta är en ganska utmaning. Superamphiphiliska membran, som "älskar" både olja och vatten, är en lovande lösning men ännu inte mycket praktisk. Dessa membran är ofta inte tillräckligt robusta för användning utanför laboratoriemiljön och membranporerna kan täppas till på grund av nedsmutsning av alger och sand. Chongnan Ye och Katja Loos från University of Groningen och Vincent Voet och Rudy Folkersma från NHL Stenden använde en relativt ny typ av polymer för att skapa ett membran som är både starkt och lätt att återvinna.

Dynamiskt nätverk

Under de senaste åren har forskarna från båda instituten har gått samman för att undersöka vitrimerplaster, polymermaterial som har de mekaniska egenskaperna och kemiska motståndet hos en härdplast. Dock, vitrimerplaster kan också bete sig som en termoplast, eftersom de kan depolymeriseras och återanvändas. Detta innebär att en vitrimerplast har alla egenskaper för att göra ett bra membran för oljeutsläpp. "Vidare, den var gjord av äppelsyra, en naturlig monomer, "tillägger Loos.

"Polymererna i vitrimeren tvärbindas på ett reversibelt sätt, "förklarar Voet." De bildar ett dynamiskt nätverk, som möjliggör återvinning av membranet. "Vitrimeren produceras genom baskatalyserad ringöppnande polymerisation mellan orörd och epoximodifierad biobaserad äppelsyra. Polymererna males till ett pulver genom kulfräsning och förvandlas till ett poröst membran genom processen för sintring.

Både vatten och olja kommer att spridas ut på det resulterande superamphiphila membranet. I ett oljeutsläpp, mycket mer vatten är närvarande än olja, vilket innebär att membranet är täckt av vatten som sedan kan passera genom porerna. Voet:"Vattenfilmen på membranets yta håller oljan ur porerna så att den separeras från vattnet."

Membranet är tillräckligt fast för att filtrera olja från vattnet. När sand och alger täpper till porerna, membranet kan depolymeriseras och återskapas från byggstenarna efter avlägsnande av föroreningarna. "Vi har testat detta på en laboratorieskala på några kvadratcentimeter, "säger Loos." Och vi är övertygade om att våra metoder är skalbara, både för polymersyntesen och för produktion och återvinning av membranet. "Forskarna hoppas att en industriell partner kommer att fortsätta utvecklas.

Att skapa detta nya membran för oljeutsläpp visar kraften i samarbete mellan ett forskningsuniversitet och ett tillämpat universitet. "För ett tag sedan, vi bestämde att polymergrupperna vid de två instituten skulle bli ett, genom att dela elever, personal och faciliteter. Vi startade nyligen den första hybridforskargruppen i Nederländerna, "förklarar Loos. Detta gör det lättare att hitta applikationer för nydesignade material. Voet tillägger, "Polymerkemister strävar efter att koppla molekylstrukturer till materialegenskaper och applikationer. Vårt hybridforskargrupp har erfarenhet av att göra just det."