石油回收系统 研究人员设想，飞秒激光处理的软木塞可用于清理大规模的海洋石油泄漏。 （由何宇春提供）
新的研究表明，经过激光处理的软木塞可用于解决原油泄漏问题。 在《应用物理快报》上发表的一项研究中，来自中国和以色列的研究人员发现，飞秒激光加工改变了软木塞的表面结构，使其在阳光下迅速加热并吸收油脂。
石油泄漏是对海洋生态系统造成严重破坏的生态灾难，对海洋动物及其栖息地造成毁灭性的长期影响。 溢油清理也提出了重大的技术挑战。
缺乏有效的策略来清除被高粘度油污染的水。 人们采用了各种技术，例如物理撇去表面的原油、使用化学去中心化剂甚至点燃石油，但这些技术往往成本高昂、效率低下，并且会造成二次污染。 需要替代的、环保的解决方案。
最新研究的作者偶然发现软木塞可能是清理漏油的材料。
“在另一个激光实验中，我们意外地发现，使用激光处理的软木塞的润湿性发生了显着变化，获得了超疏水（拒水）和超亲油（吸油）特性，”第一作者、中央大学物理学家Yuchun He说。中国南方大学在一份新闻声明中。
在这一发现之后，研究人员想知道，作为一种多孔材料，软木塞是否可以用来吸油。 他们还发现，经过飞秒激光处理后，软木塞的表面变得非常暗，“这让我们意识到它可能是一种出色的光热转换材料，”他解释道。
通过吸收阳光的能量并加热原油，科学家们推测黑色软木塞会降低油的粘度，使其更容易吸收。
为了表征飞秒激光加工软木塞的特性，该团队使用了扫描电子和共焦激光扫描显微镜。 他们的分析表明，未经处理的软木具有不均匀的蜂窝状表面结构，而经过激光处理的软木则覆盖着规则的条纹排列的微尺度凹槽，上面散布着Nano颗粒。
显微镜研究还表明，经过激光处理的软木塞比未经处理的软木塞含有更高比例的碳。 当激光产生的热量分解长链纤维素分子并以气体形式释放碳氧化物时，就会发生这种碳化过程，从而降低软木塞的相对氧含量。
软木改性飞秒激光 (FSLA) 处理会改变软木的结构，从而改变入射到其表面的光的行为。 （由何宇春提供）
测试表明，经过激光处理的软木塞具有极高的太阳光吸收率，吸收90%以上的光线，反射率低于10%。 在模拟阳光下，经过处理的软木塞在 120 秒后温度达到 63°C，而未经处理的软木塞温度仅升至 50°C。 经激光处理的软木塞还可以快速加热，在 15-30 秒内达到 50°C。
当研究人员测试软木吸收油的能力时，他们发现在黑暗中，经过激光处理和未经处理的软木的性能相似，原油在 45 分钟内逐渐渗透。 然而，在光照下，经过激光处理的软木塞的类似样品在 2 分钟内就会被油饱和，而未处理的软木塞则需要 10 分钟才能完全渗透。
研究小组表示，经过激光处理的碳化软木塞上的Nano级凹槽和增加的表面积会捕获光线。 这会导致软木塞在阳光下迅速加热并加热附近的油，从而降低其高粘度。 经过处理的软木塞的超亲油特性与表面结构的改变和碳化有关，然后发挥作用，使软木塞能够吸收更多的流动性油，同时排斥水。
软木来自软木橡树的树皮。 由于它是一种可再生材料，树木在采伐后可以替代，因此研究人员表示，它将是一种可持续、廉价且环保的材料，可用于清理石油泄漏。
他们提出，当原油从海水中吸收时，可以使用连接到油轮的暴涨将原油从软木塞中吸出。 在实验室实验中，该团队证明了该装置的小型版本可以成功地从培养皿中的海水中提取油。
“石油开采是一项复杂、系统的任务，参与石油开采的整个生命周期是我们的目标，”何说。 “下一步将以聚氨酯泡沫为吸油骨架，制备电热材料，将光热和电热技术结合起来，形成全天候采油系统。”
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