Дослідники створили матеріал, який отримав назву «гідрочувствітельная мембрана» (hygro-responsive membrane), який може стати дешевим і енергоефективним способом розчищення нафтових розливів.
Нафта і вода, як правило, не змішуються один з одним, однак при утворенні водно-нафтових емульсій їх практично неможливо повністю розділити і часто, при розливах нафти в зв'язку з аваріями танкерів і нафтопроводів ця емульсія являє собою велику небезпеку для навколишнього середовища.
Проте, комбінація гідрофільного полімеру з маслооталківающім кремнийсодержащими матеріалом дозволила дослідникам створити нове покоління мембран, здатних до поділу великих обсягів суміші вода-масло (або вода-нафта) будь-якого складу за допомогою звичайного фільтрування під впливом сили тяжіння. Дослідники, які створили цей матеріал, який отримав назву «гідрочувствітельная мембрана» (hygro-responsive membrane), може стати дешевим і енергоефективним способом розчищення нафтових розливів.
Новий матеріал для мембрани допоможе розділити як суміші води з рослинним маслом, так і з нафтою.
Традиційні мембранні методи розділення водно-нафтових емульсій вимагають високих енергетичних витрат - для ефективного поділу водно-нафтової суміші необхідно прокачувати її через мембрану за допомогою насоса. Крім цього, такі мембрани з часом отруюються в'язким матеріалом, таким як нафта, і втрачають свою ефективність. Ще одним недоліком існуючих мембран є те, що вони не універсальні - як правило, для емульсій, що відрізняються за співвідношенням води і нафти і типу емульгатора - поверхнево-активної речовини потрібно мембрана чітко визначеного типу.
Дослідники, що працюють під керівництвом фахівця з хімії матеріалів Аніша Тутеджа (Anish Tuteja) з Університету Мічигану вперше розробили мембрани, позбавлені недоліків описаних вище. Мембрани були отримані за рахунок занурення тканини з поліефірних волокон або дрібної решітки з нержавіючої сталі в суміш гідрофільного поперечно-зшитого поліетиленгліколь діакрілата і олеофобним олігомерів фтордецілсілсесквіоксана.
Фторований сілсесквіоксан є молекулою з карскас Si8O12, з кожним атомом кремнію якого пов'язана фтордецільная група. Поєднання фторсодержащих фрагментів і микрокристаллических властивостей матеріалу призводить до того, що він має найнижчий на даний момент значенням енергії поверхневого натягу.
При контакті суміші вода-масло з мембраною спочатку нічого не відбувається, однак через кілька секунд микрокристаллические ділянки сілсесквіоксана на поверхні мембрани змінюють конфігурацію, формуючи гладку некристалічні поверхню, яка дозволяє полімеру утворити з водою водневі зв'язку. Це оборотна зміна морфології поверхні дозволяє воді повністю змочити поверхню і проходити через мембрану, в той час, як неполярная рідина буде утримуватися.
Дослідники змогли розділити різні типи сумішей і емульсій масло-вода, продемонструвавши, що новий матеріал забезпечує безперервне поділ суміші в потоковому режимі протягом 100 годин без порушення продуктивності мембрани або уповільнення процесу. Також була розроблена і система, яка може контролювати процес зволоження мембрани за допомогою електричного поля.