海洋汚染を除去する強力なツールです!中国の科学者が3Dプリントの油水分離スキマーを開発

最近、中国科学院蘭州化学物理研究所の材料表面および界面研究グループは、3Dプリントの高度な製造技術と伝統的な表面工学手法を組み合わせて、水面上の浮遊油の効率的な分離と収集を実現しました。

人々の環境保護意識が高まるにつれ、工業油性廃水や沖合原油流出などの汚染事故における浮遊油の分離・回収は緊急に取り組む必要があります。近年、蓮の葉、アメンボの脚、セミの羽など自然界の超疎水性表面にヒントを得て、スポンジ、エアロゲル、金属メッシュなどのバイオニック（超）疎水性親油性多孔質材料が広く研究され、油水分離の分野で使用され、大きな応用の見通しを示しています。しかし、多孔質材料は主にマイクロナノ孔に油を蓄えることで油水分離を実現するため、油の蓄え容量が限られており、吸収能力が低いという問題がありました。また、その後の回収には圧搾などの工程が必要で、洗浄が難しく再利用性も低いという問題もありました。そのため、油流出現場から浮遊油をいかに迅速かつ簡便に、低コストで回収するかが依然として課題となっています。

蘭州化学物理研究所の研究者らは、コンピュータ支援設計（CAD）、自由製造加工、デバイス成形など3Dプリント技術の利点を生かし、3Dプリント技術に基づく油水分離部品製造プラットフォームを開発し、油水分離メッシュキャップと底部容器で構成されるオイルスキマーを製造した。この装置は、優れた疎水性・親油性の3Dプリントメッシュキャップを備えており、浮上油を濾過により素早く分離し、底部の容器に貯蔵することができるため、ガソリン、食用油、鉱油など、さまざまな浮上油を効率的かつ同時に分離・収集することができます。多孔質油吸収ブランケットなどの油水分離材と比較して、このオイルスキマーは、分離と収集が同時に行われ、油の収集率が高く、清掃が簡単で、再利用できるなどの利点があります。

同時に、回収された油は容器内での保存安定性が良好で、波や嵐を模した激しい振動、大きな変動、落下などの条件下でも二次的に漏れることがなく、過酷な環境でも適用可能であることが証明されています。さらに、3D プリント技術を使用する利点には、実際のニーズに応じて、さまざまな孔サイズ、サイズ、容量を持つ油水分離コンポーネントを設計および製造できることが含まれます。

上記の利点を踏まえ、この 3D プリントベースのオイルスキマーは船舶に搭載され、油流出現場で直接、海洋汚染の浄化作業を迅速かつ効率的かつ低コストで完了することが期待されます。

この研究は、中国国家自然科学基金、中国科学院の重点展開および「西の光」人材育成プログラム、蘭州化学物理研究所の「特別人材プログラム」プロジェクト、および甘粛プルイテクノロジー株式会社の支援を受けて行われました。

さらに読む：「上海交通大学の科学者が3Dプリントを使用して細菌運動マイクロポンプを作成」

出典：中国科学院蘭州物理化学研究所

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