近期，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實驗室、化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院俞書宏教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組和中國科大工程科學(xué)學(xué)院丁航教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組合作，在清理回收水面浮油裝置的設(shè)計及應(yīng)用方面取得新進(jìn)展。研究成果刊登在《德國應(yīng)用化學(xué)》期刊上，并被該刊選為 “Hot Paper”。

　　中國科大化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院2013級碩博生葛進(jìn)同學(xué)等在導(dǎo)師指導(dǎo)下，創(chuàng)新地提出將經(jīng)疏水納米二氧化硅處理過的疏水親油海綿與自吸泵相結(jié)合的新思路，成功設(shè)計了一種新型浮油收集設(shè)備，能在水面上連續(xù)而且高選擇性地收集水面浮油。研究發(fā)現(xiàn)，該浮油設(shè)備的關(guān)鍵部分是疏水親油海綿，其獨特的相互貫穿的大孔結(jié)構(gòu)使油能在海綿內(nèi)部快速流動，同時也阻礙水的浸透。丁航教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊利用流體力學(xué)理論模型，證明了該浮油收集設(shè)備的工作原理，即該海綿在自吸泵的作用下，油/空氣和油/水界面的毛細(xì)管壓會根據(jù)自吸泵產(chǎn)生的負(fù)壓變化進(jìn)行自發(fā)調(diào)控，使油-空氣和油-水界面像保護(hù)膜一樣阻止水和空氣進(jìn)入海綿內(nèi)部，只有水面浮油在海綿內(nèi)部負(fù)壓的作用下流入到海綿中并被抽走。有趣的是水面上沒有浮油時，空氣則進(jìn)入海綿內(nèi)部并被抽走，有浮油時，海綿轉(zhuǎn)而吸取浮油，直到浮油消失。

　　課題組所提出的疏水親油材料同自吸泵的結(jié)合的設(shè)計方案，將大大減少疏水親油材料的用量，省去浮油回收操作，由此降低浮油清理與回收的難度和成本。在將來的實際使用中，這種浮油收集設(shè)備可進(jìn)一步集成，得到一張浮油收集網(wǎng)，浮油收集船可拖曳著這個具有無限吸油容量的“大網(wǎng)”，像捕魚一樣收集水面的浮油。此外該材料還可折疊起來，作為油輪和海上鉆井平臺的應(yīng)急設(shè)施，以便快速處理原油泄漏事故。

　　上述工作已經(jīng)申請中國專利。該研究受到國家重大科學(xué)研究計劃、中國科學(xué)院重點部署項目、國家自然科學(xué)基金等項目的資助。

疏水親油海綿與自吸泵結(jié)合收集水面浮油 

提出的可進(jìn)一步集成的浮油收集裝置示意圖