对抗油脂山的战斗有了新武器

对抗油脂山的战斗有了新武器

脂肪山是潜伏在世界各地城镇地下的令人厌恶的威胁。这些脂肪、油和油脂的堆积物(或称 FOG)会与下水道系统中的钙和水混合,形成巨大的堵塞物,并在管道和混凝土下水道内凝固。现在,来自澳大利亚皇家墨尔本理工大学 (RMIT) 的一组工程师发明了一种混凝土管道保护涂层,可以帮助减少下水道中形成的脂肪山数量。该研究结果详见 2024 年 11 月的《化学工程杂志》

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脂肪山是美国约一半下水道堵塞的罪魁祸首,也是澳大利亚 40% 下水道堵塞的罪魁祸首。每年修复这些堵塞在美国花费约 250 亿美元,在澳大利亚花费约 1 亿美元。

这种新型锌增强聚氨酯涂层提供了一种潜在的解决方案。据该团队称,与未涂层混凝土相比,它可以减少混凝土块中钙的释放量高达 80%。

在这项新研究中,研究小组在实验室中模拟了极端条件下的下水道环境,并在 30 天内迅速加快了脂肪山的形成过程。与未涂层混凝土相比,涂层使混凝土上脂肪山的堆积减少了 30%。

研究合著者 Biplob Pramanik 展示了涂有其团队的抗脂肪山发明的混凝土块与没有任何涂层的混凝土块之间的差异,此前他们进行了一项模拟极端条件下的下水道环境的实验,以加速脂肪山的形成过程。未涂层混凝土块上的白色斑点是脂肪、油和油脂 (FOG) 的混合物。图片来源:威尔赖特,皇家墨尔本理工大学

“脂肪、油和油脂积聚的减少可以归因于涂层混凝土中钙的释放显著减少,以及与粗糙、未涂层的混凝土表面相比,涂层表面的油脂粘性降低,”研究合著者、皇家墨尔本理工大学土木和基础设施工程师 Biplob Pramanik 在一份声明中表示。“像氢氧化镁这样的传统涂层,广泛使用了二十多年,可以有效控制下水道腐蚀,但可能会通过与脂肪酸相互作用而无意中导致油脂积聚。”

此外,这项新发明在水中很稳定,可承受高达 122 华氏度(850 摄氏度)的温度。该涂层在室温下还具有自修复功能,这意味着它可以修复任何自身损坏。这延长了涂层的使用寿命并使其更具可持续性。

Pramanik 表示:“我们从自然界观察到的再生能力中汲取灵感,包括人类皮肤的自愈能力。”

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为了研究涂层如何修复,研究小组用锋利的刀片刮擦其表面。

“自修复聚氨酯涂层样品表面的划痕会触发修复过程,”研究合著者、皇家墨尔本理工大学化学家兼工程师 Sachin Yadav 在一份声明中表示。“修复期过后,我们观察到表面划痕明显改善。”

该团队目前正在致力于开发一种改进的涂层,通过增强涂层的自愈能力和机械强度来减少下水道中的 FOG 沉积物。Pramanik 还是一个项目的首席研究员,该项目开发了一种先进的油脂截留器,餐馆可以使用它更有效地去除细小的 FOG 颗粒。

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