Ứng dụng hạt từ tính trong việc làm sạch dầu tràn  


Hình 1: Một chú chim bồ nông ngập trong dầu sau vụ nổ giàn khoan ở Mỹ năm 2010. Ảnh: Fortune.

Sự cố tràn dầu từ các tàu chở dầu và dàn khoan trên biển luôn gây ảnh hưởng rất lớn đến môi trường, đe dọa sự sống của chim biển, rùa, cá heo, cùng nhiều loài thủy sinh khác (1,2). Tuy nhiên, do dầu có độ dính cao với hầu hết những gì tiếp xúc trực tiếp với nó, nên việc làm sạch dầu loang trên biển trong những vụ tràn dầu lớn là vô cùng khó khăn và tốn kém. Chi phí là hàng triệu, thậm chí hàng tỷ đô la (3).

Tuy vậy, trong tương lai vấn đề trên có thể được giải quyết khi mà mới đây nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Yi Du tại Đại học Wollongong, Úc đã đưa ra phương pháp loại bỏ dầu từ nước dễ dàng hơn, bằng cách sử dụng các hạt nano oxit sắt để liên kết chặt với các giọt dầu loang (4).

Nhóm nghiên cứu đã phát triển các hạt nano oxit sắt chứa từ tính, với kích thước khoảng 25 nanomét mỗi hạt (1 nanomét bằng 1 phần tỉ mét). Các hạt này khi được cho phân tán vào vùng nước có dầu loang, chúng ngay lập tức sẽ liên kết với nhau, biến thành một chất lỏng từ (chất lỏng có từ tính) có thể được đẩy hoặc điều khiển bằng nam châm tương đối đơn giản (4).

Công nghệ này xử lý được cả hai loại dầu bị tràn ra đại dương là dầu nhẹ nổi trên bề mặt và dầu nặng chìm xuống phía dưới (4), vì hạt nano oxit sắt sẽ chìm xuyên qua nước cho đến khi nào tiếp xúc với dầu (3). Sau đó những con tàu có gắn nam châm có thể di chuyển xung quanh vị trí dầu tràn, hỗn hợp dầu và nano oxit sắt sẽ được hút về phía nam châm và thu lại nhanh chóng (4).

Hình 2: Tiến sĩ Yi Du (phải) cùng nghiên cứu sinh Haifeng Feng trình diễn chuyển động của dầu bị từ hóa. Ảnh: University of Wollongong Australia.

Các hạt nano oxit sắt có nhiều ưu điểm như không độc hại, có khả năng tái sử dụng, giá rẻ và dễ sản xuất. Tỉ lệ hạt nano cần để liên kết với một lít dầu là khá ít, chỉ khoảng 100 mg. Ngoài ra, việc xử lý được dầu nặng là một lợi thế lớn, vì hiện nay đang gặp nhiều khó khăn trong việc làm sạch loại dầu này ra khỏi môi trường (3).

Ý tưởng nghiên cứu trên là rất hấp dẫn để ứng dụng vào giải quyết những thách thức về môi trường, công nghiệp, y tế trong tương lai (3). Hiện tại nhóm của Tiến sĩ Yi Du đã thành công trong việc xử lý dầu loang trong bể nước nhỏ, và dự định sẽ mở rộng sang quy mô bể nước lớn hơn, trước khi tiến hành thử nghiệm ở vùng nước mở (4).

Tác giả: Nguyễn Minh Khánh ( Cộng tác viên tạp chí VJS)
Phản biện: Trần Bình Tịnh (TS, Viện Nghiên cứu RIKEN, Nhật Bản)

Tài liệu tham khảo

1.         Patrick J Kiger (2016) Magnets Could Clean Up Oil Spills. Seeker.

2.         Center for Biological Diversity (2011) A Deadly Toll: The Gulf Oil Spill and the Unfolding Wildlife Disaster. (http://www.biologicaldiversity.org/programs/public_lands/energy/dirty_energy_development/oil_and_gas/gulf_oil_spill/a_deadly_toll.html)

3.         University of Wollongong Australia (2016) How fish scales and magnets could mop up oil spills. (http://stand.uow.edu.au/magnetic-oils/)

4.         Alice Klein (2016) Magnets could pull oil out of ocean before wildlife is harmed. New Scientist.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Category: