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受生物啟發(fā)的超疏水表面，去除水中的油

去年7月，我向讀者介紹了令人討厭的Salvinia plan1。巨型Salvinia被認(rèn)為是一種入侵物種，對(duì)水生生物構(gòu)成威脅，它的生長速度比大多數(shù)水草都要快，已知它能在創(chuàng)紀(jì)錄的時(shí)間內(nèi)入侵池塘和水道——?dú)⑺浪轮参?，殺死魚類和海洋生物。

即使是有毒的雜草也有可取之處。倒置的顯微打蛋器結(jié)構(gòu)(如下面的SEM圖像所示)促進(jìn)超疏水表面。也就是說，在凱西-巴克斯特狀態(tài)下，水滴會(huì)落在地面上。然而，該結(jié)構(gòu)的頂端(下圖中紅色框內(nèi))實(shí)際上是親水的。這導(dǎo)致在水和分層表面結(jié)構(gòu)之間形成一層空氣。以薩爾瓦多為靈感的表面已經(jīng)證明可以減少高達(dá)30%的阻力。如果這種以生物為靈感的表面能被應(yīng)用到海洋貨輪的船體上，就能節(jié)省大量的燃料消耗。

今天我們感興趣的是更好地了解Salvinia植物的第二個(gè)潛在的可取之處——從水中去除油的能力。Bonn3大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)Salvinia植物是超疏水的，同時(shí)也是超親油的。也就是說，雖然它排斥水，但它也吸引石油。下面的視頻展示了Salvinia葉子如何熟練地從水面提取油。

下一步是將Salvinia植物的特性轉(zhuǎn)移到人造紡織品上。這樣做可以產(chǎn)生生物靈感材料，可能提供一個(gè)更好的方法從水表面撇去石油。在環(huán)境中，石油會(huì)對(duì)生物造成嚴(yán)重破壞。(3)與傳統(tǒng)除油方法相比，薩爾瓦多風(fēng)格的紡織品具有令人信服的優(yōu)勢(shì):

首先，與有毒的、對(duì)海洋生物有害的分散劑不同，這種受薩爾瓦多啟發(fā)的物質(zhì)不需要也不釋放化學(xué)物質(zhì)。

第二，不像在現(xiàn)場燃燒也會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，薩爾瓦多啟發(fā)的方法不僅對(duì)環(huán)境不那么有害，而且回收的石油也有可能被再利用。

第三， 是可以設(shè)計(jì)一種無需人工操作就能有效去除污染湖泊和水道表面油污的仿生浮動(dòng)吸附集熱器

雖然上述受薩爾瓦多啟發(fā)的方法可能不適用于大規(guī)模的油輪泄漏，但它可能在較小的湖泊和河流清理項(xiàng)目中找到用途。那么，毒草能夠準(zhǔn)確地告訴我們?nèi)绾胃玫毓芾泶嗳醯纳鷳B(tài)系統(tǒng)，這是多么合適啊。

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Model 250型高級(jí)接觸角/張力計(jì)測(cè)定儀適用于任何附件，包括DROPimage高級(jí)軟件。該軟件可以測(cè)量分析并記錄滴液的具體情況，測(cè)量角度和表面張力。

• 技術(shù)參數(shù)：

  接觸角范圍：0– 180°

  接觸角分辨率：0.1°

  接觸角精度：+/- 0.10°

  攝像機(jī)： SuperSpeed USB 3.0， 1/3” CCD，100fps， Progressive Scan，

  背光設(shè)置：可變光纖照明

  樣品臺(tái)：標(biāo)準(zhǔn)的3維樣品臺(tái)

  儀器尺寸：489 x 267x508mm

  儀器重量：6.1 kg（不包括電源）

  電源：110或240 VAC