通过暴露于可见光来将水与石油分离的创新技术

来自麻省理工学院已经开发了一个创新的系统，该系统仅使用光来控制水在表面上移动的方式。根据研究人员的说法，这一发现可能在技术的进步中，例如具有在钻机上分离水与油的能力或微流体诊断设备的能力，其阀门和通道可以在GO上重新编程。

该系统是由麻省理工学院的机械工程学副教授Kripa Varanasi，工程学教学学院教学学院创新Gareth McKinley，前博士后Gibum Kwon，研究生Divya Panchanathan，前研究科学家Seyed Mahmoudi和Petrolememed Gondal的Mohammed Gondal的前研究生Divya Panchanathan和沙特阿拉伯的矿物质。该系统的详细说明已在自然通讯杂志。

该研究的第一个目的是寻找将油与水分开的技术，例如处理由特定油井产生的原油和咸水的泡沫混合物。如果这些混合物是绝对集成的，则液滴非常好，因此成分物质变得很难分离。有时使用静电技术来分离成分物质。但是，这些技术是能源密集型的，如果水的盐分很高，则不太舒服，情况如此频繁。或者，研究人员研究了“光反应”表面的应用，可以通过将其暴露于光线来改变对水的反应。

研究人员开发了对水的反应或润湿性的反应，可以通过光改变，并发现他们有能力通过使单个水滴结合并散布在整个地面上直接将油与水分开。水滴彼此融合的程度决定了它们与石油分离的程度。

有广泛的研究和使用光辅助材料的使用。亚博网站下载一种这样的材料是二氧化钛或钛，它是许多防晒霜的活性成分。但是，包括二氧化钛的光自动材料在对紫外线的反应时对可见光的亚博网站下载反应不佳。由于只有大约5％的阳光在紫外线范围内，因此研究团队制定了一种处理二氧化钛表面以使其能够对可见光做出反应的技术。

为了实现这一目标，他们最初采用了逐层沉积方法来构建玻璃层上聚合物结合的钛颗粒的膜。yabo214随后，通过简单的有机染料浸入材料。因此，表面对可见光的反应极高，导致暴露于阳光时的润湿性改变，与钛本身相比，在阳光下的润湿性更高。阳光激活后，发现该材料在“拆除”油水混合物中高效，即将水与油分开。

我们受到光伏的工作的启发，该工作用于提高太阳辐射吸收效率。染料与钛颗粒的耦合允许在光照射下产生电荷载体。yabo214这会在照明时在表面和液体之间建立电势差，并导致润湿性能的变化。

麻省理工学院机械工程副教授Kripa Varanasi

“盐水在照明下散布在我们的表面上，但油不会堪萨斯大学助理教授夸恩说。“我们发现，几乎所有的海水都会散布在地面上，并在可见光下与原油分开。”

在一系列实验中，研究人员表明，类似的效果可以用于推动表面上的水滴。当材料的润湿性通过移动的光束选择性改变时，可以制作液滴以向更润湿的区域移动，从而准确地将液滴朝任何理想的方向驱动。可以开发诸如此类的系统来生产无内置结构或边界的微流体设备。可以通过投影到其上的照明模式完全调节诊断实验室中的流体（例如血液样本）的运动。

通过系统地研究染料的能量水平与接触液的润湿性之间的关系，我们提出了一个设计这些轻型液体操纵系统的框架。通过选择正确的染料，我们可以在液滴动力学上创建重大变化。它是轻度引起的运动 - 液滴的无触觉运动。

Kripa Varanasi，麻省理工学院机械工程副教授

这些表面可调节性可调节性的另一个优点是它们可以主要是自我清洁。如果表面从吸水或亲水性变为疏水或疏水性，则表面上的残留水被驱动，从而沿着可能形成的任何污染物携带。

由于光反应效应主要是由于染料涂层引起的，因此可以通过选择数千种现有有机染料中的一种来改变它。根据研究人员的说法，该技术中使用的几乎所有材料都是低成本的，普遍使用的商品材料，生亚博网站下载产它们的技术非常正常。

国王石油大学和矿物质通过麻省理工学院和KFUPM的清洁水和清洁能源中心支持这项研究。