Sudan Petrol Sızıntılarını Gideren Biyo Bazlı Vitrimer Membran
Fotoğraf-1: Yeni vitrimer membran, doğal monomer malik asitten yapılan polimerlerin preslenlemesi ve sinterlenmesiyle yapılır. Bu membran, bilyalı değirmen ve ardından presleme ve sinterleme ile geri dönüştürülebilir. Görsel: Chongnan Ye, Groningen Üniversitesi.
Hollanda’daki Groningen Üniversitesi ve NHL Stenden Uygulamalı Bilimler Üniversitesi’nden polimer bilimciler, malik asitten biyobazlı bir polimer membran geliştirdiler. Bu süperamfifilil ( hem hidrofilik ve hidrofobik özellikler taşıyan) vitrimer epoksi reçine membran, su ve yağı ayırmak için kullanılabilir ve tamamen geri dönüştürülebilir. Membranın gözenekleri kirletici maddeler tarafından tıkandığında, depolimerize edilebilir, temizlenebilir ve ardından yeni bir membrana preslenebilir. Bilim insanları, bu yeni membranı Advanced Materials dergisindeki bir makalede bildirdiler.
Hem yağı hem de suyu ‘seven’ süperamfilik membranlar, sudaki petrol sızıntılarını temizlemek için umut verici ancak henüz çok pratik olmayan malzemelerdir. Mevcut membranlar genellikle laboratuvar ortamı dışında kullanım için yeterince sağlam değil ve yosun ve kumla kirlenme sonucunda gözenekleri tıkanabilir. Ancak şimdi, Groningen Üniversitesi’nden Chongnan Ye ve Katja Loos ve NHL Stenden’den Vincent Voet ve Rudy Folkersma, hem güçlü hem de geri dönüşümü kolay bir membran oluşturmak için nispeten yeni bir polimer türü kullandılar.
Son yıllarda, her iki enstitüden araştırmacılar vitrimer plastikleri araştırmak için güçlerini birleştirdi. Bunlar, bir termoset plastiğin mekanik özelliklerine ve kimyasal direncine sahip, ancak depolimerize edilip yeniden kullanılabildiğinden termoplastik özelliklere de sahip polimer malzemelerdir.
Bu, bir vitrimer plastiğin petrol sızıntısını iyileştirebilmede iyi bir membran denilebilmesi için tüm niteliklere sahip olduğu anlamına gelir. Loos, “Dahası, doğal bir monomer olan malik asitten yapıldı” diye ekledi.
Voet, “Vitrimerdeki polimerler tersine çevrilebilir bir şekilde çapraz bağlanmıştır” diye açıkladı. “Membranın geri dönüşümünü sağlayan dinamik bir ağ oluştururlar.” Vitrimer, saf ve epoksi ile modifiye edilmiş biyobazlı malik asit arasında baz katalizli halka açma polimerizasyonu yoluyla üretilir. Daha sonra bilyeli öğütücü ile toz haline getirilir ve sinterleme işlemi ile gözenekli bir zara dönüştürülür.
Bir petrol sızıntısında hem su hem de petrol süper amfifilik membranda yayılacaktır. Ancak petrolden çok daha fazla su bulunduğundan, zar su ile kaplanır ve bu da daha sonra gözeneklerden geçebilir. Voet, “Membran yüzeyindeki su filmi, yağı gözeneklerden uzak tutarak sudan ayrılmasını sağlıyor” dedi.
Kum ve algler gözenekleri tıkadığında, membran depolimerize edilebilir ve ardından kirleticiler çıkarıldıktan sonra yapı taşlarından yeniden oluşturulabilir. Loos, “Bunu birkaç santimetrekarelik bir laboratuar ölçeğinde test ettik” dedi. “Hem polimer sentezi hem de membranın üretimi ve geri dönüşümü için yöntemlerimizin ölçeklenebilir olduğundan eminiz”diye ekledi. Bilim insanları, bir sanayi ortaklığıyla daha fazla geliştirme yapacaklarını umuyorlar.
Petrol sızıntısının giderilebilmesi için bu yeni membranın oluşturulması, bir araştırma üniversitesi ile uygulamalı bir üniversite arasındaki işbirliğinin gücünü göstermektedir. “Bir süre önce, iki enstitüdeki polimer gruplarının öğrenci, personel ve tesisleri paylaşarak bir olması gerektiğine karar verdik. Yakın zamanda Hollanda’da ilk hibrit araştırma grubunu kurduk,” diye açıkladı Loos. Bu, yeni tasarlanacak malzemeler için uygulama bulmayı kolaylaştıracak diye ekledi.
Voet, “Polimer kimyagerleri, moleküler yapıları malzeme özelliklerine ve uygulamalarına bağlamaya çalışıyor.Hibrit araştırma ekibimiz tam da bunu yapacak deneyime sahip”dedi.
Kaynak: materialstoday.com
