太陽給了我們賴以生存的熱量，給了我們地球上生機盎然的綠植，對于人類活動造成的傷害我們依舊希望能夠通過取材自然的方法對其進行治理。

石油作為一種不可再生資源，被稱為“工業的血液”，是當前人類生産生活的主要能量來源之一。但近些年來，油品洩漏問題不僅造成了嚴重的經濟損失以及資源的浪費，還對濕地、海洋生态環境以及人類、海洋生物生命健康等方面帶來巨大威脅。其中高粘度原油（粘度>10Pa·s，常溫下類似固體）的洩漏危害更深。

目前對于原油洩漏的處理方法中吸附法是最環保高效的方式，它能将原油鎖定在空隙中，再通過擠壓的方式将洩漏的原油回收再利用。據我們研究所知，水在20℃下的粘度為0.001 Pa·s，而在此溫度下高粘度原油的粘度為水粘度的10000倍，當溫度升高至60℃，此時原油的粘度僅為水粘度的20倍，并且低粘度下更有利于吸收。

太陽為我們的星球提供了豐富的能量，有許多種天然的合成過程可以利用太陽能-光合作用以化學的方式從陽光中撷取能量，轉化入植物中生成天然材料。木質素是僅次于纖維素的世界第二大豐富的天然有機物，在木本植物中占25%。在植物體中，木質素在大量存在于木質部中以維持其極高的硬度以及穩定性。随着2021年“限塑令”的開始實施，生物基或可降解成為熱點名詞，木質素作為地球上儲量豐富且當前利用率低的生物質材料，它的高附加值利用成為研究熱點。

圖1 木質素來源（左，圖片來源于網絡）吸附劑的制備與應用場景（右）。

近日，中國科學院甯波材料技術與工程研究所高分子與複合材料實驗室朱錦研究員團隊成功制備出一種可以在太陽光輔助下快速清理水面高粘度原油的生物基可降解泡沫材料，該材料不僅具有傳統高分子材料的高回彈性，能夠重複擠壓回收再利用洩漏的原油，而且由于以木質素作為原料賦予了該産品可降解的性能。

從生活常識中我們知道，穿深色衣服在陽光下照射會發燙，烏黑的頭發久曬會讓我們感到燥熱，深色的泡沫材料也不例外。我們的吸附劑通過加入碳納米管，将原本深褐色的泡沫變成黑色，通過測量發現對光達到幾乎全部的吸收，通過紅外攝像機我們可以看到，在一個太陽功率的光照下（1.00KW/m²），表面最高溫度能達到90.3℃以上，與無光照相比升高了将近60℃。（圖2）

圖2 （a）吸附劑在一個太陽光功率（1.00KW/m²）下表面溫度。（b）沒有光照下吸附劑的表面溫度。

在模拟環境的吸油實驗中發現，在太陽光的照射下，采用這種材料制備的吸附劑能在6分鐘内實現水面的原油回收過程：前4分鐘，吸附劑會憑借優異的光熱轉化能力快速升溫到77.1℃；後2分鐘，吸附劑會将被太陽光降低了粘度的原油全部吸收，之後通過擠壓，就可回收吸附劑中的原油了。更值得關注的是，這種吸附劑能夠循環利用，實驗證明，經過100次循環擠壓，這種泡沫材料依然能夠回複到原始形狀，經過5次的循環吸油，吸附劑的效率表現依然十分穩定，并且在後續的使用中依舊能夠維持高效的原油的回收效率。（圖3）

圖3 吸附劑在有光照與無光照下吸附原油示意圖（上）和光照下循環吸油示意圖（下）。

不僅如此，該吸附劑最大的好處是能夠在一定條件下降解，由于生物質成分木質素的存在，與常規的聚氨酯泡沫相比，該吸附劑在NaOH水溶液中80℃下10小時能夠幾乎全部降解成淤泥狀的物質，而對比實驗中可以看到，不含木質素的泡沫隻是發生了一點的形狀變化（圖4）。

圖4 （a）吸附劑在水和堿溶液中降解照片。（b）不含木質素的聚氨酯泡沫在水和堿溶液中降解照片。（c）兩種泡沫平均降解速率對比。

綜上所述，該技術制備的吸附劑能夠實現陽光充足的近海域高粘度原油洩漏的回收，它能吸收自身重量6倍以上的原油且能重複多次利用，雖然較傳統的聚氨酯泡沫的制備，該材料的制備缺乏一定的穩定性以及結構可調節性，但科學家們一直在努力探索，希望這項技術與材料能夠在不久的将來造福人類，在治理高粘度原油洩漏對我們造成的污染的同時能夠減緩“白色污染”對我們的地球家園造成的傷害。

來源：中國科學院甯波材料技術與工程研究所

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