Сорбент из мха поможет в борьбе с разливами нефти

Учёные из Китая представили новый биоадсорбент на основе мха-сфагнума, способный эффективно поглощать нефть при разливах в водной среде. Разработка, представленная в журнале Scientific Reports, демонстрирует, как привычный торфяной мох может быть химически модифицирован и превратиться в материал, способный избирательно впитывать нефть и сохранять высокую эффективность после многократного использования.

Исследователи использовали сфагнум в качестве исходного сырья, поскольку его природные гидрофильные свойства и пористая структура уже давно известны. Для создания нового адсорбента мох подвергли обработке перекисью водорода и гидроксидом натрия, что позволило увеличить пористость поверхности и активировать функциональные группы. После этого поверхность мха модифицировали с помощью силана — соединения на основе кремния, формирующего тонкий полимерный слой. Этот слой скрывает водоудерживающие свойства и усиливает маслопритягательные характеристики.

Модифицированный мох проявил выраженные гидрофобные и олеофильные свойства, что подтверждено методом сканирующей электронной микроскопии. Контактный угол воды на его поверхности составил 157°, что означает лёгкое стекание капель, как с поверхности воскового листа.

В ходе лабораторных испытаний выяснилось, что обновлённый материал способен поглощать до 22,756 грамма моторного масла на грамм собственной массы. Это значительно выше, чем показатели многих других биооснованных адсорбентов, таких как хлопок или кожура фруктов, чья ёмкость колеблется в пределах от 1,69 до 18,2 г/г.

Исследование также показало, что основной механизм адсорбции — это хемосорбция, то есть образование прочных химических связей между молекулами масла и модифицированной поверхностью мха. Такой тип взаимодействия обеспечивает высокую селективность и стабильность в процессе повторного использования.

Новый материал сохранял более 90% своей первоначальной эффективности даже после 10 циклов использования. Разработчики подчёркивают потенциал этой технологии как экологически безопасного и повторно используемого решения для ликвидации разливов нефти — проблемы, которая ежегодно наносит значительный ущерб водным экосистемам и здоровью человека.

Каждый год сотни тонн нефти попадают в моря и реки из-за утечек из трубопроводов, аварий при бурении и крушений танкеров. Разливы токсичны для морской фауны и флоры, нарушают пищевые цепочки и загрязняют среду обитания. Влияние на человека также зафиксировано: вредные вещества могут негативно сказываться на работе лёгких, сердца и иммунной системы.

Разработка на основе мха-сфагнума может стать доступным и эффективным дополнением к существующим методам очистки воды от нефти, предлагая природное и технологически адаптированное решение для будущих экологических задач.