Ежегодно сотни тонн нефти разливаются в водоемы в результате неудач при бурении, утечек из трубопроводов и крушений больших танкеров. Такие разливы нефти и химикатов могут иметь разрушительные последствия для водной фауны, отравляя среду обитания и нарушая пищевую цепь, среди прочих серьезных последствий. Люди также не застрахованы от воздействия этих разливов, так как контакт с нефтью может негативно сказаться на легких, сердечно-сосудистой системе и иммунной системе.

Растущая необходимость в решении проблемы смертоносных разливов нефти побудила ученых исследовать биоосновные материалы, которые могут эффективно отделять нефть от воды. Однако существующие натуральные биоадсорбенты, полученные из фруктовых кожур и хлопка, часто страдают от низкой емкости, плохой повторной пригодности, а их врожденная гидрофильность затрудняет избирательное адсорбирование нефти из смесей нефти и воды.

Чтобы разработать натуральный материал, способный преодолеть эти проблемы, ученые выбрали сфагновый мох в качестве базового материала, после чего подвергли его обработке перекисью водорода и гидроксидом натрия поочередно.

Эти химические вещества увеличили пористость поверхности мха и обнажили гидрофильные функциональные группы, придающие мху водоотталкивающие свойства. Полученный материал затем подвергли обработке с использованием силана, популярного модификатора поверхности на основе кремния, который сформировал тонкий полимерный слой на поверхности мха, увеличив его притяжение к маслам за счет введения олеофильных групп и закрытия гидрофильных.

Ближайшее изучение модифицированного мха с помощью сканирующей электронной микроскопии и спектроскопических методов выявило шероховатую поверхность, успешно обогащенную водоотталкивающими группами, что создало угол контакта в 157°, позволяя воде легко скатываться.

Это привело к повышению селективности по отношению к маслам, что было очевидно из результатов адсорбционных испытаний, в ходе которых модифицированный сфагновый мох продемонстрировал адсорбционную способность 22,756 г/г для моторного масла, превосходя многие популярные биоосновные адсорбенты, чьи показатели колеблются от 1,69 до 18,2 г/г.

Исследователи также установили, что хемосорбция — процесс образования прочных химических связей между молекулами масла и функционализированной поверхностью — является доминирующим механизмом, способствующим повышению эффективности адсорбции и притяжению к маслу.

Модифицированный адсорбент на основе мха представляет собой многообещающий и экологически чистый инструмент для борьбы с разливами нефти благодаря своим выдающимся показателям адсорбции и возможности повторного использования.

Ссылка на пост: https://www.nature.com/articles/s41598-025-96059-7