分离油和水

油与水之间的不相溶就像一部传奇著作，但是一旦它们被强行混合到一起，便很难分离开了。现在科学家们开发出一种特殊的过滤器，它能够将两者进行完美的分离。这种过滤器可使得水顺利通过，同时将油留下来。

这种过滤器在清理油污或者在废水处理方面或许存在广泛的应用前景。

研究人员于8月28日出版的《自然通讯（Nature　Communications）》网络版上在线发表了他们的研究成果，他们将新型过滤器安装到一个简单的装置上，成功地将多于99，99％的油从一种油水混合溶液中分离了出来。

油与水各自粘在一起，它们停留在相对的空间里，看起来就像是分子级的鸡尾酒。但是如果加入一种被称为“表面活性剂”的化学制品，那么你就会得到一种结合型剂，它可强行令水与油混合在一起。一旦这种混合发生，它们将很难分离。

一种将它们分离的方法是采用滤过膜，这种膜上涂有厌水分子层，它能使油而非水通过。“想想特氟龙（teflon）不粘锅”，原材料科学家也是此项研究工作的领导者阿尼什·图特嘉（Anish　Tuteja）说道。油可以在这种表面平滑移动，而水则会形成水珠状。但是这种过滤器需要能量来强制材料通过它们，并且经过数小时之后，它们经常会发生堵塞现象。同时，水的密度更大，因此它会位于这种过滤器之上，这会使得油更难通过。

新型膜恰好与特氟龙相反，可以允许水而非油通过，并且它只需要重力便可以工作了。

“这是项很好的工作”，来自于匹兹堡大学的化学工程师高迪（Di　Gao）说道。“制造厌水但亲油的表面并不太难，但是相反的过程就不容易了。”

为了开发新型膜材料，Tuteja与他的同事们以过滤器平台为开端——这可以是金属丝网筛、滤纸或者是一种聚酯材料。之后研究人员将这种筛制物浸入含有两种化合物（POSS及PEGDA）的混合物中。这种膜经过1分钟左右的紫外线固化，它会变硬并且达到应用状态。

当一种水油混合溶液被注入到这种过滤器时，PEGDA会吸引水分子并且试图与之结合，它导致此种过滤器在分子层面发生扭曲，从而拉动水通过。因为密度小于水，油则会停留在过滤器表面。

“这是一个非常违反直觉的过滤器。”Tuteja表示道。

Tuteja和他的同事们将这种新型过滤器装入到一个简单的装置中来完成油水分离。当混合液被注入到容器时，水会通过POSS-PEGDA过滤器流入到容器底部。第二步，传统的过滤器可令水上方的油转移至不同的容器中。这个装置工作得非常完美，比如，它可以将菜籽油与水分离出来，也可将十六烷（hexadecane：柴油的主要成分，无色液体，不溶于水）与水分离。这种新型装置不再需要真空环境以及复杂的设备使用压力及能量强制混合物通过，它只利用重力便可完成任务。

“这项研究非常卓越，新型过滤膜的功能很强大。”来自于麻省理工学院的海洋工程师杰罗姆-米尔格莱姆（Jerome　Milgram）说道。此种装置可否应用于大面积区域还尚待分晓，他补充道。举例而言，对于海洋的石油污染，几万加仑的石油或许需要成千上万小时才可得到过滤，这种工作强度是很大的。