محققان از اصلاحات لیزری برای تبدیل چوب پنبه معمولی به ابزاری قدرتمند برای جلوگیری نشت نفت استفاده می کنند. آنها تغییرات ساختار لیزری با پالس سریع را آزمایش کردند، تغییرات ساختاری نانوسکوپی و اندازه گیری نسبت اکسیژن و کربن موجود در مواد، تغییرات در زوایای تماس آب و نفت با سطح، و جذب امواج نور، انعکاس مواد را از نزدیک بررسی کردند. و انتشار در سراسر طیف برای تعیین دوام آن پس از چرخه های متعدد گرم شدن و سرد شدن. لیزر درمانی نه تنها به جذب بهتر نفت کمک می کند، بلکه باعث جلوگیری از ورود به آب نیز می شود.
نشت نفت یک فاجعه مرگبار برای اکوسیستم های اقیانوسی است. آنها می توانند اثرات مضر و مرگباری بر ماهی ها و پستانداران دریایی برای چندین دهه داشته باشند و در جنگل های ساحلی، صخره های مرجانی و زمین های اطراف را ویران کنند. پخش کننده های شیمیایی اغلب برای تجزیه نفت استفاده می شوند، اما اغلب سمیت را در این فرآیند افزایش می دهند از تغییر های لیزری برای تبدیل چوب پنبه معمولی به ابزاری قدرتمند برای جلوگیری نشت نفت استفاده کردند.
آنها می خواستند با استفاده از موادی با ردپای کم کربن، راه حلی غیرسمی و موثر برای پاکسازی نفت ایجاد کنند، اما تصمیم آنها برای آزمایش چوب پنبه نتیجه یک کشف شگفت انگیز بود.
نویسنده این تحقیق یوچون هی گفت: «در یک آزمایش لیزری متفاوت، به طور تصادفی متوجه شدیم که ترشوندگی چوب پنبه‌ای که با استفاده از لیزر پردازش شده بود، به‌طور قابل توجهی تغییر کرد و خواص فوق‌آب‌گریز (آب‌گریز) و فوق‌الئوفیلیک (جذب نفت) به دست آورد. “پس از تنظیم مناسب پارامترهای پردازش، سطح چوب پنبه بسیار تاریک شد، که باعث شد متوجه شویم که ممکن است یک ماده عالی برای تبدیل فتوترمال باشد همچنین با ترکیب این نتایج با مزایای سازگار با محیط زیست و قابل بازیافت چوب پنبه، ما به فکر استفاده از آن برای پاکسازی نشت نفت دریایی افتادیم.” طبق اطلاعات ما، هیچ کس دیگری استفاده از چوب پنبه را برای پاکسازی نشت نفت دریایی امتحان نکرده است.
چوب پنبه از پوست درختان بلوط چوب پنبه ای به دست می آید که می توانند صدها سال زنده بمانند. این درختان را می توان هر هفت سال یک بار برداشت کرد و چوب پنبه را تبدیل به یک ماده تجدید پذیر می کند. هنگامی که پوست درخت برداشته می شود، درختان فعالیت بیولوژیکی خود را برای جایگزینی آن تقویت می کنند و ذخیره کربن خود را افزایش می دهند، بنابراین برداشت چوب پنبه به کاهش انتشار کربن کمک می کند.
نویسندگان انواع روش‌های لیزر پالس سریع را برای دستیابی به تعادل بهینه ویژگی‌ها در چوب پنبه که می‌توان با هزینه کم به دست آورد، آزمایش کردند. آنها تغییرات ساختاری نانوسکوپی را از نزدیک بررسی کردند و نسبت اکسیژن و کربن موجود در ماده، تغییرات در زوایای تماس آب و نفتبا سطح، و جذب امواج نور، انعکاس و گسیل مواد در سراسر طیف را اندازه‌گیری کردند تا دوام آن را پس از آن مشخص کنند. چرخه های متعدد گرم شدن و سرد شدن
خواص فتوترمال اعطا شده در چوب پنبه از طریق این پردازش لیزری باعث می شود چوب پنبه به سرعت در زیر نور خورشید گرم شود. شیارهای عمیق همچنین سطح در معرض نور خورشید را افزایش می دهند، بنابراین چوب پنبه را می توان تنها با کمی نور خورشید در 10-15 ثانیه گرم کرد. این انرژی برای گرم کردن نفت ریخته شده، کاهش ویسکوزیته و آسان‌تر جمع‌آوری آن استفاده می‌شود. در آزمایش‌ها، چوب پنبه‌ای که با لیزر تغییر یافته بود، نفت را در عرض ۲ دقیقه از آب جمع‌آوری کرد.
یین گفت: «وقتی چوب پنبه تحت درمان لیزری با پالس سریع قرار می‌گیرد، ریزساختار سطحی آن خشن‌تر می‌شود. این زبری در سطح میکرو تا نانو باعث افزایش آبگریزی می شود.
در نتیجه، چوب پنبه بدون جذب آب، نفت را جمع آوری می کند، بنابراین نفت را می توان از چوب پنبه استخراج کرد و احتمالاً حتی از آن دوباره استفاده کرد.
یوچون او گفت: «بازیابی نفت یک کار پیچیده و سیستماتیک است و مشارکت در بازیافت نفت در کل چرخه حیات آن هدف ما است. مرحله بعدی آماده سازی مواد الکتروترمال با استفاده از فوم پلی یورتان به عنوان اسکلت برای جذب نفت، ترکیب تکنیک های فتوترمال و الکتروترمال برای تشکیل یک سیستم بازیابی نفت در تمام شرایط آب و هوایی است.
.Materials provided by American Institute of Physics. Note: Content may be edited for style and length
