印度理工學院利用蘆薈去除水中油分
2018/11/08 @國際
示意圖
蘆薈黏液(Aloe vera mucilage, AVM)本身具有優異的疏油特性，能分離油脂和水，研究人員首次利用天然存在的蘆薈凝膠開發相關研究。過往大部分研究多以模仿自然界的生物結構(例如魚鱗)探討疏油性材料，但比起材質的優化，使用修飾後的蘆薈凝膠能更有效地使基材表面達到阻隔油脂的效果。
現在，印度理工學院化學系則利用蘆薈葉中含有的濃稠凝膠，透過麥可加成(Micheal addition reaction)轉化成疏油材料；表面塗有凝膠的相關基材與油脂接觸後，接觸角(contact angle) 大約為150度，近似於蓮葉的疏水原理。研究人員也發現，此材料暴露於沸水(100℃)60分鐘、液態氮(-196℃) 24小時、強酸(pH1)與強鹼(pH12)環境、人造海水和河水30天後，仍保有完整的疏油特性。此外，若將凝膠塗抹在市售多孔性親油材質上，可將該材質變得極度疏油性，油脂接觸角達到151度。但若材料經過彎曲或扭曲，接觸角會減少至146度，而遭受如砂紙磨損，刮刀試驗等嚴重的物理磨損也會造成接觸角度降至100度以下。
為維持蘆薈凝膠於生活中的使用度，該團隊利用聚二季戊四醇五丙烯酸酯(dipentaerythritol pentaacrylate或5Acl)與凝膠塗層結合，再透過增加親水性胺基葡萄糖(glucamine)，可讓整體疏油性提高至155度，其材質拉伸約150%並彎曲至少1,000次以上，仍可保有完整的疏油特性。【延伸閱讀】以木頭製作的海綿可幫助水面上的油汙回收
Manna博士表示：「研究人員能夠利用此材料將輕 (媒油)與重油從水中分離，並且重覆使用至少25次後其分離效率仍高於97%。」即使在極端pH值、高鹽度、低溫和高溫等惡劣條件下，仍保持油水分離的效率。
相關研究發表於<Journal of Material Chemistry A>
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