磁力的新用途

新浪科技訊 北京時(shí)間9月30日消息，據(jù)國外媒體報(bào)道，美國麻省理工學(xué)院科學(xué)家近日研發(fā)出一種新的技術(shù)：利用磁力對(duì)油和水進(jìn)行分離。研究人員認(rèn)為，這種新技術(shù)可以有效處理原油泄漏問題，這不僅能夠減輕原油泄漏清理成本，而且可以對(duì)泄露的原油進(jìn)行回收再利用。

    研究人員將會(huì)在磁性流體國際會(huì)議上展示他們的研究成果。美國麻省理工學(xué)院電機(jī)工程與計(jì)算機(jī)專業(yè)博士后薩里哈-庫魯薩伊是該研究項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，研究團(tuán)隊(duì)還包括機(jī)電工程學(xué)教授馬庫斯-贊恩、化學(xué)工程學(xué)教授T-阿蘭-哈頓。該研究團(tuán)隊(duì)到目前為止已經(jīng)申請了兩項(xiàng)專利。

    根據(jù)研究團(tuán)隊(duì)的方案，防水亞鐵納米粒子將和石油混合起來，這樣便可以利用磁力將石油和水分離出來。研究人員還在方案中設(shè)計(jì)了一艘原油回收船，可以有效防止納米粒子對(duì)環(huán)境的污染。之后，亞鐵納米粒子將會(huì)被用磁力從原油中分離出來并進(jìn)行再利用。根據(jù)贊恩的說法，此前對(duì)于油水分離的研究有很多，其中也包含了許多關(guān)于鐵磁流體的研究。庫魯薩伊研究團(tuán)隊(duì)對(duì)原來傳統(tǒng)的方法進(jìn)行了改造。他們讓磁鐵運(yùn)動(dòng)方向與水流方向呈橫向交叉狀而不是與之平行，并且將磁鐵浸入水流中而不是放在水流之外的地方。這里的磁鐵是圓柱形永恒磁鐵，因?yàn)閳A柱形的磁鐵的磁場在兩極的磁力最強(qiáng)，因而圓柱形磁鐵兩端的磁力比兩邊的磁力要大。

    研究團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)這個(gè)過程進(jìn)行了模擬，磁鐵沉積物被嵌入了水庫的底部，水庫中含有大量油水混合物，而石油中有亞鐵納米粒子，這樣，原油就不會(huì)聚集在磁鐵的周圍。當(dāng)磁鐵處于水面以上的時(shí)候，石油便會(huì)在磁鐵兩旁形成大量連串的球狀物。這個(gè)設(shè)計(jì)非常簡單，但是卻可以完美地分離水和石油。而且，在大海中搜集回收泄漏的原油這種工作本來就是越簡單越好。因?yàn)樵谠托孤┑暮Ｑ蟓h(huán)境中，電力缺乏，設(shè)備也不多，簡單的系統(tǒng)和方式更能夠奏效，而且能夠長時(shí)間持續(xù)性工作。

    在試驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)還對(duì)磁鐵的排列進(jìn)行了特殊的設(shè)計(jì)，他們將磁鐵排列成為海爾貝克陣列，這樣便可以將石油從圓柱形磁鐵上剝離開來。在這種陣列的一側(cè)，磁力幾乎為零，但是在另一側(cè)，磁力強(qiáng)度幾乎能翻番。在試驗(yàn)中，水庫中的原油并沒有被吸附到陣列的底端而是被吸附到陣列的頂端來從圓柱形磁鐵上分離。

    那么，在現(xiàn)實(shí)的原油清理回收系統(tǒng)中海爾貝克陣列是不是最行之有效的方式呢？研究人員認(rèn)為水和原油的混溶程度會(huì)對(duì)其有一定影響。我們不能用肉眼判斷石油有多么潮濕來確定水和原油的混溶程度，因此該方法也需要在實(shí)踐中經(jīng)歷大量的考驗(yàn)。在工業(yè)規(guī)模中，用一艘船來作為最開始分離原油和水的方式可能更好，然后將其拖上岸進(jìn)行進(jìn)一步的分離。原油泄漏問題從來沒有真正被妥善解決過，而且這是一個(gè)大問題。或者用離心力法看似可以很好的解決這個(gè)問難題，但是這僅僅只是理論上的，在實(shí)踐中往往沒那么簡單。而且原油泄漏后往往情況復(fù)雜，有的原油會(huì)沉到海底，有的會(huì)漂浮著，這完全取決于其密度。而利用磁力可以讓分離速度變快，然后在船只上使用將油水混合物變成鐵磁流體的技術(shù)，然后使用高強(qiáng)度磁場分離技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分離。至少現(xiàn)在在小規(guī)模的試驗(yàn)中已經(jīng)完全能夠?qū)崿F(xiàn)了。(彬彬)

(中國科技網(wǎng))