Сенсационное открытие ученых о том, что с помощью медных шипов, созданных по примеру и подобию иголок кактуса, можно очистить воду от нефтяных пятен и тем самым избежать полномасштабных экологических катастроф, всколыхнуло мировую научную общественность.
Поводом к таким исследованиям послужили наблюдения за кактусами, а конкретно за опунцией мелковолосистой (лат. Opuntia microdasys). Оказывается, этот кактус может собирать воду из воздуха. Мельчайшие водяные капель концентрировались на кончике иглы, а потом сливались к ее основанию. Этот принцип и положен в основу создания синтетических шипов, которые смогут собирать нефть, разлившуюся в воде.
Вся сложность сбора нефти с поверхности воды состоит в том, что очень мелкие кали нефти размешиваются с водой и отделить их становится практически невозможно. Синтетические иглы, размер которых составляет всего полмиллиметра, способны выделять капельки нефти или масла величиною в микрон.
Ученые утверждают, что с помощью массива таких игл можно собрать до девяносто девяти процентов нефти с поверхности воды, даже в том случае, если мельчайшие ее частицы перемешаны с водой. Любым другим способом добиться таких поразительных результатов просто невозможно.
Для изготовления синтетических игл используются медь и специальный кремниевый полимер, который близок по своему составу к нефти. Игле придается коническая форма, что позволяет сделать процесс сбора нефти наиболее эффективным.
Ученые уверены, что это прорыв: решение инженерной проблемы, основанное на существующей биологической системе. В который раз человечество убеждается в том, что у природы можно многому научиться.
Феномен синтетической иглы состоит в следующем: радиус поверхности конуса иглы намного меньше радиуса основания, что вызывает перепад давления. Вот эта разница в давлении и заставляет мельчайшую капельку переместиться к широкой части.
На стадии испытаний ученые проверили эффективности системы на нескольких типах жидкостей. Это были различные масла, бензины и растворители. Все это тщательно перемешивалось с водой, а затем вполне успешно разделялось.
Китайским ученым осталась последняя стадия — полевые испытания. Если все надежды оправдаются, то примерно такую же систему можно будет сделать и для очистки от нефти воздуха, когда он находится в аэрозольном состоянии, например, в баллонах со сжатым воздухом.
Колоссальная работа китайских ученых вызвала настоящий резонанс в мировой науке. Биомимикрия — наука, которая занимается копированием природных процессов, — становится сегодня все более популярной. Наблюдение за природой уже позволило сделать немало открытий, и позволит сделать еще, если эти наблюдения будут более тщательными.
Имитация природных процессов продолжает привлекать ученых всего мира. Природа создавала и совершенствовала свои методы на протяжении миллионов лет. И нам только остается понаблюдать и применить.