Bakteriefilm adskiller vand fra olie

Forskere har påvist, at en slimet, dog hård, type biofilm, som visse bakterier laver for at beskytte og hjælpe dem med at bevæge sig rundt, kan også bruges til at adskille vand og olie. Materialet kan være nyttigt til applikationer såsom rensning af forurenet vand.

I journalen Langmuir , North Carolina State University-forskere rapporterede resultaterne af et eksperiment, hvor de brugte et materiale produceret af bakterierne Gluconacetobacter hansenii som et filter til at adskille vand fra en olieblanding.

"Det er virkelig bemærkelsesværdigt at tænke på, at disse små fejl kan lave disse ting, der er så perfekte på mange måder, " sagde Lucian Lucia, undersøgelsens tilsvarende forfatter og en lektor i skovbiomaterialer og kemi ved NC State.

Biofilmen, som bakterierne laver og frigiver til deres miljø, er lavet af cellulose, som er det samme materiale, som giver planter en robust struktur i deres cellevægge. Imidlertid, når bakterier laver cellulose, den har en tæt pakket, krystallinsk struktur, sagde forskere.

"Det er en af ​​de reneste, hvis ikke den reneste, former for cellulose derude, " sagde Lucia. "Det er meget godt struktureret. Den er meget vandelskende, og det har en meget høj krystallinitet, så det pakker meget smukt ind. Når du fjerner bakterierne, du har dette utroligt hårde materiale, der har en ægte robusthed, eller sejhed."

Bakterierne laver filmen for at beskytte sig selv, sagde forskerne.

"Hvis du efterlader noget som et uopvasket fad, det kan blive slimet og groft – det er en biofilm, " sagde studie medforfatter Wendy Krause, lektor i tekstilteknik, kemi og videnskab ved NC State. "Forskellige bakterier laver forskellige biofilm. Den bakteriefilm, vi studerer, er lavet af cellulose. Bakterierne laver det, fordi de lever på det og i det. De laver deres hjem."

I forsøget forskere brugte bakterierne som fabrikker af cellulose nanofibre. De fjernede derefter bakterierne og deres ikke-celluloserester. Endelig, forskerne brugte cellulosemembranen til at se, om den kunne adskille vand fra en opløsning indeholdende både olie og vand.

De fandt, at materialet var effektivt til at fjerne vand, og den var robust.

"Olien ønsker ikke at gå gennem membranen; den har en frastødende virkning på den, " sagde Lucia. "Det er super fedt-hadende."

"Hvis olien og vandet var meget blandet, det er lige meget, " tilføjede Krause. "Du kan putte en dyppeblender i opløsningen, og membranen vil stadig adskille vandet og olien."

Forskere ser en række potentielle anvendelser for materialet i situationer, hvor du skal genvinde vand fra en olieagtig blanding - hvad enten det er til rent vand forurenet med et tekstilfarvestof eller til miljøsanering. I det fremtidige arbejde, forskerne vil undersøge, hvordan de kan skræddersy membranen ved kemisk at modificere den til bestemte anvendelser.

Studiet, "Bakterielle superoleofobiske fibrøse matricer:Et naturligt forekommende væske-infunderet system til olie-vand-separation, " blev offentliggjort online i tidsskriftet Langmuir den 19. feb.