Satu pasukan penyelidik pelajar dari University of Central Florida (UCF) mempunyai membangunkan teknologi berteknologi tinggi mampu membersihkan air laut selepas tumpahan minyak.

Tanaman boleh menyerap minyak sambil menimbulkan air, dan mereka tidak meninggalkan sebarang produk sampingan toksik. Minyak yang dikumpul itu juga boleh dikitar semula untuk kegunaan masa depan.

"Pemisahan air-minyak merupakan isu global yang muncul di seluruh dunia kerana peningkatan air kumbahan berminyak, serta tumpahan minyak yang kerap," kata Woo Hyoung Lee, pembantu profesor di Jabatan Kejuruteraan Awam, Alam Sekitar dan Pembinaan di UCF dan penyiasat utama dan mentor projek.  

Rawatan piawai semasa untuk memisahkan minyak dari air melibatkan penggunaan bahan kimia dan dispersan atau menggunakan pad pad penyerap, mengakibatkan pencemaran produk berpotensi, jelasnya.

"Kekurangan yang berkaitan dengan pelbagai kaedah tindak balas tumpahan minyak menunjukkan motivasi yang jelas untuk menggunakan bahan inovatif untuk membantu pengurangan keseluruhan bahan pencemar yang terdapat dalam sumber air kita," katanya. "Motivasi kami ini berteknologi tinggi sponges adalah untuk kaedah pemisahan air minyak berkesan yang boleh dikitar semula tanpa apa-apa penghasilan produk sampingan berbahaya."

Pertandingan Keberlanjutan di seluruh Negara

Projek penyelidikan pasukan memenangi anugerah $ 15,000 dalam fasa salah satu daripada Kemakmuran Rakyat dan Planet Persaingan reka bentuk (P3) yang ditaja oleh Agensi Perlindungan Alam Sekitar Amerika Syarikat (EPA). Pasukan UCF adalah salah satu daripada pasukan pelajar 31 di seluruh negara yang memenangi geran kewangan, yang dianugerahkan untuk memenangi pasukan supaya mereka boleh mengembangkan idea mereka dan mempamerkan kerja mereka di EPA's Ekspo Rekaan Lestari Kebangsaan bulan lepas.

"Ekspo ini memberi peluang kepada kami untuk mempamerkan reka bentuk penyingkiran minyak kami kepada khalayak ramai agensi, industri, sains dan kejuruteraan persekutuan, dan orang ramai," kata Lee. "Selama dua hari, kami mempunyai banyak pelawat dalam demonstrasi kami."

Untuk fasa pertama, pasukan pelajar perlu membina bukti konsep.

Dalam fasa dua pertandingan, pasukan bersaing untuk mendapatkan tambahan $ 75,000 untuk membantu mereka melaksanakan ciptaan mereka dalam keadaan dunia sebenar.

"Dalam fasa dua, kita akan memberi tumpuan kepada bagaimana kita boleh meningkatkan teknologi ini untuk keadaan sebenar dan memperluaskan sistem yang dicadangkan sekarang dengan cara yang lebih sistematik, menyediakan garis panduan kejuruteraan relatif serta penilaian kitaran hayat," kata Lee. .

Projek ini telah membolehkan pelajar menguji kemahiran akademik dan teknikal mereka dan mengajar mereka untuk bekerja sebagai satu pasukan.

"Projek ini telah memberikan pasukan pelajar disiplin kami satu pengalaman yang sangat baik dalam bagaimana bekerja bersama untuk menyelesaikan masalah menggunakan bidang kepakaran dan pembelajaran mereka antara satu sama lain," kata Lee dalam satu kenyataan. "Itulah cara dunia sebenar berfungsi."

Bagaimana Kerja Sponges

Pasukan ini telah menghasilkan sponges bersalut superhydrophobic MoS2.

"Sistem kami menggunakan kaedah kering untuk menyemburkan MoS2 di sepanjang bahan poros untuk mendorong superhydrophobicity dan superoleophilicity untuk pemisahan terpilih air dan minyak dengan cara yang mampan," kata Lee.

Para penyelidik telah membuktikan bahawa span boleh memisahkan air dan minyak, membolehkan pemulihan minyak, dan dapat terus berfungsi dengan baik selepas pelbagai kegunaan.

Implikasi

Penggunaan span ini boleh menghilangkan pencemaran alam sekitar sekunder, yang sering berlaku dalam pembersihan tumpahan minyak.

"Sistem yang dicadangkan itu akan mewakili kaedah pemisahan air minyak yang mudah digunakan, kos efektif, dan sangat efisien yang tidak memerlukan juruteknik terlatih dan / atau peralatan atau peranti yang canggih," kata Lee.

Para penyelidik merancang untuk menguji peranti mereka dalam pelbagai keadaan, dari air tawar ke persekitaran lautan. Mereka mengharapkan teknologi mereka berfungsi sebagai alat untuk tindakan pembersihan segera selepas tumpahan minyak yang tidak dijangka.

Apa yang mendorong pelajar?

Kumpulan pelajar yang pelbagai didorong oleh pengalaman pribadi, dan masing-masing membawa set kemahiran yang unik yang membantu pasukan mengembangkan ciptaan mereka.

"Peranan saya dalam pasukan itu adalah untuk membawa perspektif bioteknologi kepada projek ini, yang memberi tumpuan kepada proses selular dan biomolekul apa yang kita cuba capai, dan mengembangkan proses-proses tersebut dalam aplikasi pengeluaran komersial," kata Dianne Mercado, seorang pelajar yang mengejar ijazah sarjana muda dalam bioteknologi, kata dalam satu kenyataan. "Walaupun bioteknologi adalah kepakaran saya, salah satu aspek terbaik untuk menjadi sebahagian daripada projek ini ialah pelajar lain yang datang dari pelbagai bidang bekerja sama untuk mencipta sesuatu yang benar-benar interdisipliner."

Hernan Sabua, pemimpin utama dan ketua pasukan kejuruteraan awam, ingin mencipta sesuatu untuk membantu perlindungan alam sekitar dan kesihatan awam untuk masa yang lama. Motivasinya berasal dari latar belakang keluarganya.

"Sejak kecil, saya ingin membuat perbezaan dalam aspek kejuruteraan alam sekitar yang mampan," kata Sabua dalam satu kenyataan. "Saya mempunyai motivasi tambahan dalam projek itu kerana tumpahan minyak Deepwater Horizon 2010, yang berlaku berhampiran Mexico, di mana keluarganya berasal."

Pasukan pelajar tambahan termasuk Conner Thompson dari sains bioperubatan, Kelsey Rodriguez dari kejuruteraan alam sekitar, dan Dwight Davis dari kejuruteraan mekanikal.

Yeonwoong Jung, pembantu profesor di Pusat Teknologi NanoScience UCF, dan Jae-Hoon Hwang, seorang sarjana pasca doktoral dari kejuruteraan alam sekitar, berkhidmat sebagai penyelidik utama bersama pasukan.