"ฟองน้ำนาโน" ดูดซับน้ำมันได้ 20 เท่า แล้วยังกลั่นกลับมาใช้ใหม่ได้อีก

นักวิทย์มะกันผลิตฟองน้ำสุดเจ๋ง ทำจากลวดนาโน มีรูพรุนพร้อมเคลือบสารทำให้ไม่เปียกน้ำ แต่ดูดซับน้ำมันได้ 20 เท่า ทั้งยังกลั่นเอากลับมาใช้ใหม่ได้อีก อนาคตอาจมีผลิตจำหน่ายเชิงพาณิชย์ ในราคาถูกหรือผลิตเป็นวัสดุกรองน้ำรูปแบบใหม่

ทีมนักวิจัยสหรัฐฯ ประสบความสำเร็จในการพัฒนาฟองน้ำนาโน ที่มีคุณสมบัติดูดซับน้ำมันและสารเคมี ที่ไม่ละลายน้ำได้ 20 เท่า โดยที่ไม่ดูดซับน้ำติดมาด้วย หลังจากนั้นยังสามารถแยกสารเหล่านั้น ออกจากฟองน้ำด้วยความร้อน แล้วนำกลับมาใช้ใหม่ได้ทั้งสองสิ่ง พร้อมกันนี้ได้ตีพิมพ์ผลวิจัยลงในวารสารเนเจอร์นาโนเทคโนโลจี (Nature Nanotechnology)

ตามรายงานของสำนักข่าวเอเอฟพีเผยว่า แผ่นซับน้ำมันดังกล่าว ทำจากแมงกานีสออกไซด์ (manganese oxid) ที่มีโครงสร้างเป็นเส้นลวด คล้ายเส้นสปาเกตตี มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาด 20 นาโนเมตร และมีรูพรุนเล็กๆ ตลอดทั่วทั้งเส้นคล้ายกับฟองน้ำ ทำให้มีคุณสมบัติดูดซับของเหลวได้ดีเยี่ยม

ข้อมูลเพิ่มเติมจากเนเจอร์กล่าวว่า ส่วนที่เป็นพื้นผิวของเส้นลวดถูกเคลือบไว้ด้วยซิลิโคน (silicone) เพื่อให้มีคุณสมบัติไม่ละลายน้ำ หรือไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ ซึ่งเรียกว่า ไฮโดรโฟบิก (hydrophobic) จึงทำให้ไม่ดูดซับน้ำ แต่ซับของเหลวที่ไม่ละลายน้ำได้ดี โดยเฉพาะน้ำมันหรือตัวทำละลายอินทรีย์ชนิดต่างๆ
ขณะเดียวกันก็ป้องกันไม่ให้น้ำซึมผ่านเข้าไปได้ ซึ่งนักวิจัยได้ประดิษฐ์ฟองน้ำนาโน จากแผ่นเส้นใยของแมงกานีสออกไซด์ ที่พัวพันกันเป็นตาข่ายแบบไม่เป็นระเบียบ หลายๆ แผ่นซ้อนทับกัน และสามารถดูดซับน้ำมันได้มากถึง 20 เท่าของน้ำหนักของฟองน้ำ ซึ่งเหมาะอย่างยิ่ง สำหรับเช็ดทำความสะอาดน้ำมันหรือสารเคมีชนิดที่ไม่ละลายน้ำ

"สิ่งที่พวกเราค้นพบนี้ ทำให้เราสามารถผลิตแผ่นซับน้ำ จากตาข่ายเส้นลวดขนาดนาโนเหล่านี้ให้มีคุณสมบัติ เลือกดูดซับเฉพาะของเหลวที่ไม่ละลายน้ำ ให้แยกออกจากน้ำได้ โดยที่ไม่ยอมให้น้ำเล็ดรอดผ่านเข้าไปได้" คำอธิบายของฟรานเซสโก สเตลแลคซี (Francesco Stellacci) ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวัสดุศาสตร์แห่งสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตต์สหรือเอ็มไอที (Massachusetts Institute of Technology: MIT)

สเตลแลคซียังบรรยายสรรพคุณของแผ่นซับน้ำมันอีกว่า แผ่นดังกล่าวสามารถแช่อยู่ในน้ำนาน 1-2 เดือน เมื่อนำขึ้นมาจากน้ำก็ยังคงแห้งสนิทอยู่ดีเหมือนเดิม ขณะเดียวกัน หากในน้ำนั้นมีสารไฮโดรโฟบิกปนเปื้อนอยู่ ก็จะถูกดูดซับออกจากน้ำ ซึ่งงานวิจัยนี้ ยังเป็นการบุกเบิกเทคโนโลยีการกรองน้ำ ผ่านเยื่อหรือแผ่นกรองแบบใหม่อีกด้วย

นอกจากนี้ ยังสามารถแยกน้ำมันที่ถูกดักจับ หรือถูกดูดซับอยู่ในแผ่นฟองน้ำนาโนออกมาได้ โดยการให้ความร้อนที่สูงกว่าจุดเดือดของน้ำมัน เพื่อให้น้ำมันระเหยเป็นไอออกมา แล้วจึงควบแน่นให้กลับเป็นของเหลวดังเดิมและสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อีก ส่วนฟองน้ำนาโนก็ยังสามารถนำกลับมาใช้ต่อได้อีกหลายครั้ง

ตามรายงานข่าวจากเอ็มไอทีระบุไว้ว่า นักวิจัยสามารถประดิษฐ์แผ่นตาข่ายนาโนดังกล่าวได้ ในราคาที่ถูกกว่าวัสดุนาโนชนิดอื่นๆ ในทำนองเดียวกับที่ใช้เซลลูโลสผลิตเป็นแผ่นกระดาษทั่วไป ซึ่งสารแขวนลอยจะแห้ง เกาะกันอยู่บนแผ่นกระดาษ

อย่างไรก็ตาม จอร์จ ลาฮานน์ (Joerg Lahann) วิศวกรเคมีจากมหาวิทยาลัยมิชิแกน (University of Michigan) ตั้งคำถามต่องานวิจัยดังกล่าวว่า จะนำไปต่อยอดเชิงพาณิชย์หรือไม่ ราคาประมาณเท่าไหร่ และแมงกานีสออกไซด์จะเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อมหรือไม่

เพราะแม้ว่าจะมีแนวทางในการออกแบบและพัฒนาวัสดุขนาดนาโน เพื่อประยุกต์ใช้ทางด้านสิ่งแวดล้อมในอนาคต แต่ก็ควรจะต้องเป็นวัสดุที่มั่นใจได้ว่าจะไม่ส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมเมื่อนำไปใช้งานจริง

ทั้งนี้ข่าวจากเนเจอร์ยังมีข้อมูลเพิ่มเติมว่า การศึกษาก่อนหน้านี้มีข้อมูลบ่งชี้ว่า วัสดุนาโนที่ทำจากแมงกานีสออกไซด์แสดงผลว่า เป็นพิษต่อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม แต่แผ่นฟองน้ำนาโนในงานวิจัยดังกล่าว มีกลไกที่ทำให้ยึดเกาะกันอย่างแข็งแรง ซึ่งไม่น่าจะหลุดออกจากกัน และปนเปื้อนสู่สิ่งแวดล้อมในปริมาณมาก ทางนักวิจัยเองก็บอกว่า คุณสมบัติการเลือกดูดซับของฟองน้ำนาโนนี้ อาจนำไปใช้ร่วมกับวัสดุชนิดอื่นๆ ได้

ที่มา: http://www.manager.co.th/
Link: http://www.manager.co.th/Science/ViewNews.aspx?NewsID=9510000064807