Scienziati dei polimeri dell'Università di Groningen e della NHL Stenden University of Applied Sciences, sia in Olanda, hanno sviluppato una membrana polimerica da acido malico biobased. Si tratta di una membrana in resina epossidica vetrificata superanfifila che può essere utilizzata per separare acqua e olio. Questa membrana è completamente riciclabile. Quando i pori sono ostruiti dai foulants, può essere depolimerizzato, puliti e successivamente pressati in una nuova membrana. Un articolo che descrive la creazione di questa membrana è stato pubblicato sulla rivista Materiale avanzato il 7 marzo, 2021.

Come si pulisce una fuoriuscita di petrolio in acqua? Questa è una bella sfida. membrane superanfifiliche, che "ama" olio e acqua, sono una soluzione promettente ma non ancora molto pratica. Queste membrane spesso non sono abbastanza robuste per l'uso al di fuori dell'ambiente di laboratorio e i pori della membrana possono ostruirsi a causa dell'incrostazione di alghe e sabbia. Chongnan Ye e Katja Loos dell'Università di Groningen e Vincent Voet e Rudy Folkersma dell'NHL Stenden hanno utilizzato un tipo di polimero relativamente nuovo per creare una membrana resistente e facile da riciclare.

Rete dinamica

Negli ultimi anni, i ricercatori di entrambi gli istituti hanno unito le forze per studiare le plastiche vitrimeriche, materiali polimerici che hanno le proprietà meccaniche e la resistenza chimica di una plastica termoindurente. Però, la plastica vitrimera può anche comportarsi come un termoplastico, poiché possono essere depolimerizzati e riutilizzati. Ciò significa che una plastica vetrificata ha tutte le qualità per creare una buona membrana per la bonifica delle fuoriuscite di petrolio. "Per di più, era fatto di acido malico, un monomero naturale, "aggiunge Loos.

"I polimeri nel vitrimero sono reticolati in modo reversibile, " spiega Voet. "Formano una rete dinamica, che consente il riciclaggio della membrana." Il vetrimero viene prodotto attraverso polimerizzazione ad apertura d'anello catalizzata da basi tra acido malico biobased incontaminato e modificato con resina epossidica. I polimeri vengono macinati in polvere mediante macinazione a palle e trasformati in una membrana porosa attraverso il processo di sinterizzazione.

Sia l'acqua che l'olio si spargeranno sulla membrana superanfifila risultante. In una fuoriuscita di petrolio, è presente molta più acqua che olio, il che significa che la membrana è ricoperta da acqua che può poi passare attraverso i pori. Voet:"Il film d'acqua sulla superficie della membrana tiene l'olio fuori dai pori in modo che sia separato dall'acqua".

La membrana è abbastanza solida da filtrare l'olio dall'acqua. Quando sabbia e alghe ostruiscono i pori, la membrana può essere depolimerizzata e ricreata dai mattoni dopo la rimozione degli inquinanti. "L'abbiamo testato su una scala di laboratorio di pochi centimetri quadrati, " dice Loos. "E siamo fiduciosi che i nostri metodi siano scalabili, sia per la sintesi del polimero che per la produzione e il riciclaggio della membrana." Gli scienziati sperano che un partner industriale si occupi di ulteriori sviluppi.

La creazione di questa nuova membrana per la bonifica delle fuoriuscite di petrolio mostra il potere della cooperazione tra un'università di ricerca e un'università applicata. "Un po 'di tempo fa, abbiamo deciso che i gruppi polimerici dei due istituti dovessero diventare uno, condividendo gli studenti, personale e strutture. Di recente abbiamo avviato il primo gruppo di ricerca ibrida nei Paesi Bassi, " spiega Loos. Questo rende più facile trovare applicazioni per materiali di nuova concezione. Voet aggiunge, "I chimici dei polimeri si sforzano di collegare le strutture molecolari alle proprietà e alle applicazioni dei materiali. Il nostro team di ricerca ibrida ha l'esperienza per fare proprio questo".