En egenporös polymer med en mycket stor inre yta kan vara ett idealiskt material för att suga upp spilld olja. Forskare från KAUST har identifierat en polymer som kan formas till robusta, återanvändbara mattor för att snabbt adsorbera spilld olja, bränsle, eller organiska lösningsmedel från ytan av söt- eller saltvatten.

"Oljeutsläpp förblir ett globalt hot mot marina livsmiljöer, människors hälsa och försörjning, " säger Gyorgy Szekely från KAUSTs Advanced Membranes and Porous Materials Center, som ledde forskningen. "Även om det mesta av spilld olja flyter på vattenytan, en liten andel av oljan dispergeras naturligt i vatten, påverkar det marina ekosystemet, inklusive fisk och plankton, Szekely säger. "Sådana ekologiska katastrofer har lett till ett stort behov av att upptäcka högpresterande sorbenter för snabb och högeffektiv sanering från havsytan."

För att utveckla ett mer effektivt oljeadsorberande material, teamet utnyttjade en polymer som heter 6FDA-TrMPD, som har två nyckelfunktioner som är viktiga för att suga upp spilld olja. "Vårt material - till skillnad från de flesta andra material som rapporterats för sanering av oljeutsläpp - är i sig porösa, " förklarar Fuat Topuz, en postdoc i Szekelys team. Teamet använde en process som kallas elektrospinning för att omvandla en lösning av polymeren till robusta mattor, som inkorporerade ett omfattande nätverk av porer i polymerens fibrösa struktur, skapar en stor yta på 565 kvadratmeter per gram material för att absorbera olja.

För det andra, polymerens molekylära struktur inkorporerade vattenavvisande trifluormetylgrupper, vilket fick materialets adsorptionsegenskaper att stöta bort vatten samtidigt som det kraftigt suger upp opolära vätskor, som olja som flyter på vattenytan.

Vid testning, materialet kunde snabbt och effektivt städa upp oljespill på vatten. Inom några minuter efter deras utplacering, mattorna adsorberade spill med en kapacitet på mellan 25 och 56 gram olja, eller opolärt lösningsmedel, per gram polymer. "Sorptionsprestandan för materialet är mycket bättre än många rapporterade adsorbenter, och materialen kan återvinnas och återanvändas med liknande prestanda, demonstrerar deras stora potential för sanering av oljeutsläpp och opolära lösningsmedel, " säger Topuz.

"I vårt nästa steg, vi kommer att bearbeta dessa material ytterligare för att skapa membran och fibrösa svampar för att göra lätt återvinningsbara adsorbenter samtidigt som de bevarar deras höga prestanda, " säger Szekely. Teamet utvecklar också adsorberande material gjorda av hållbart framställda polymerer och utökar utbudet av föroreningar som materialen kan fånga upp till att inkludera avlägsnande av organiska mikroföroreningar och tungmetaller från vatten.