En kolnanorörsvamp som kan suga upp vattenföroreningar, som gödselmedel, bekämpningsmedel och läkemedel, mer än tre gånger mer effektivt än tidigare ansträngningar har presenterats i en ny studie som publiceras idag.
Kolnanorörssvamparna (CNT), unikt dopad med svavel, visade också en hög kapacitet att absorbera olja, potentiellt öppnar möjligheten att använda materialet vid industriolyckor och oljesanering.
Resultaten har publicerats idag, 17 januari, i IOP Publishings tidskrift Nanoteknik .
CNT är ihåliga cylindriska strukturer som består av ett enda ark av kol. På grund av deras struktur, CNT har extraordinär termisk, kemiska och mekaniska egenskaper som har lett till en rad tillämpningar från pansar till solpaneler.
De har utpekats som utmärkta kandidater för avloppsrening; dock, problem har uppstått när man försöker hantera de fina pulvren och så småningom ta upp dem från vattnet.
Huvudförfattare till forskningen Luca Camilli, från University of Roma, sa:"Det är ganska knepigt att använda CNT-pulver för att ta bort olja som spillts i havet. De är svåra att hantera och kan så småningom gå vilse eller skingras i havet efter att de har släppts.
"Dock, CNT i millimeter- eller centimeterskala, som vi har syntetiserat i den här studien, är mycket lättare att hantera. De flyter på vatten på grund av sin porösa struktur och, en gång mättad med olja, kan enkelt tas bort. Genom att helt enkelt pressa dem och släppa ut oljan, de kan sedan återanvändas."
I den nya studien, forskarna, från University of Roma, Universitetet i Nantes och universitetet i L'Aquila, bulkade upp CNT till den nödvändiga storleken genom att tillsätta svavel under produktionsprocessen - den resulterande svampen hade en genomsnittlig längd på 20 mm.
Tillsatsen av svavel gjorde att defekter bildades på ytan av CNT-svamparna som sedan möjliggjorde ferrocen, som också tillkom under produktionsprocessen, att deponera järn i små kapslar i kolskalen.
Närvaron av järn innebar att svamparna kunde styras magnetiskt och drivas utan någon direkt kontakt, underlättar det befintliga problemet med att försöka kontrollera CNT när de läggs till vattenytan.
Forskarna visade hur de konstruerade CNT-svamparna framgångsrikt kunde ta bort ett giftigt organiskt lösningsmedel - diklorbensen - från vatten, visar att den kunde absorbera en massa som var 3,5 gånger högre än vad som tidigare uppnåtts.
CNT-svamparna visade sig också absorbera vegetabilisk olja upp till 150 gånger sin ursprungliga vikt och absorbera motorolja till en något högre kapacitet än tidigare rapporterat.
"De förbättrade absorptionsegenskaperna hos svampen beror på den porösa strukturen och den grova ytan på CNT. Oljor eller lösningsmedel kan lätt absorberas i de tomma utrymmena bland CNT:erna, vilket underlättas av de grova ytorna, " fortsatte Camilli.
"Nästa steg i vår forskning är att förbättra syntesprocessen så att svamparna kan tillverkas i kommersiell skala. Vi måste också studera svamparnas toxicitet innan några verkliga tillämpningar kan realiseras."
