Ushbu tadqiqot suv yuzasidagi yuqori viskoziteli xom neftni quyosh energiyasi bilan mahalliy ravishda isitib, oqimchan holga keltiradigan va keyin uni gʻovak tuzilmasi ichiga tortadigan koʻp funksiyali melamin koʻpikni ishlab chiqqan. Tijoriy melamin koʻpik avval yopishqoq polidopamin qatlami, keyin yorugʻlikni issiqlikka aylantiradigan kumush nanozarrachalar va oxirida sirt energiyasini kamaytiradigan perfluorodekanetiol bilan qoplangan. Hosil boʻlgan MF/Ag/PFDT koʻpik suv bilan bevosita kontaktni kamaytiradigan ingichka havo qatlamini, ya’ni havo plastronini sirtida ushlab turgan. Bir quyosh intensivligidagi nurlanish ostida koʻpikning neft bilan kontakt qiladigan yuqori yuzasi 84,3 °C ga yetgan, pastki qismi esa 41,5 °C da qolgan. Koʻpik turli moylar va organik suyuqliklarda oʻz massasining taxminan 65–140 baravari miqdorida suyuqlikni yutgan; gravitatsiya asosidagi moy/suv ajratish tajribalarida %98 dan yuqori samaradorlik va 16.000 L·m⁻²·soat⁻¹ darajasiga yetuvchi oqim bergan. Xom neftni yutish sigʻimining taxminan %85 qismi 20 ta yutish-siqish sikli oxirida saqlanib qolgan.

Tadqiqotning asosiy yangiligi shunchaki quyosh nurini yutuvchi koʻpik tayyorlash emas, balki hosil boʻlgan issiqlikni neft harakat qiladigan interfeysda ushlab qolishga urinishdir. Kumush nanozarrachalar va polidopamin yorugʻlikni issiqlikka aylantirarkan, koʻpikning suv ostida ushlab turadigan havo plastroni issiqlikning atrofdagi suvga oʻtishini cheklaydi. Shu tariqa butun suv massasini isitish oʻrniga neft-koʻpik kontakt sohasi isitiladi, viskoz neftning oqim qarshiligi kamayadi va suyuqlik kapillyar kuchlar bilan koʻpikning ochiq gʻovaklariga tashiladi. Quyosh nuri boʻlmaganda toʻrt daqiqa davomida asosan sirt ustida qolgan xom neft tomchisi bir quyosh nurlanishi ostida ayni vaqt ichida koʻpikka kirib borgan. Peristaltik nasos bilan olib borilgan uzluksiz tajribada normallashtirilgan oqim taxminan barqaror qolgan va 120 daqiqada 1,0 litr neft yigʻilgan.

Turkiya nuqtai nazaridan: Yondashuv Turkiyadagi neftni qayta ishlash va neft-kimyo zavodlari, portlar, kemasozlik korxonalari, yoqilgʻi saqlash maydonlari, quvurlar, sanoat moyli oqova suvlari va qirgʻoqboʻyi neft toʻkilishlari boʻyicha tadqiqotlar uchun muhim. Turkiyaga moslashtirish uchun Qora dengiz, Marmara, Egey va Oʻrta yer dengizining turli shoʻrlik, harorat, toʻlqin, muallaq qattiq modda va biologik ifloslanish sharoitlarida dala tajribalari oʻtkazilishi kerak. Mahalliy xom neftlar, fuel oil, ishlatilgan mineral moylar va neftni qayta ishlash oqimlari bilan viskozitet-harorat munosabati oʻlchanishi; kumush va ftorli sirt komponentlarining sizib chiqishi, materialning yongʻin xatti-harakati, yigʻilgandan keyin neftni ajratish, koʻpikni utilizatsiya qilish va haqiqiy xarajat baholanishi lozim. Ushbu tadqiqotdan material Turkiya qirgʻoqlaridagi yirik neft toʻkilishini oʻzi yakka holda tozalashi, emulgirlangan moyli suvni ayni samaradorlik bilan ajratishi, ekologik jihatdan zararsiz yoki sanoat miqyosida iqtisodiy ekanini xulosa qilib boʻlmaydi.

Viskoz neft nega an’anaviy yutgichlar bilan qiyin yigʻiladi?

Neft toʻkilishlarida ishlatiladigan gʻovak yutgichlar sirtining moyni afzal hoʻllashi va suvni itarishi tufayli suyuq fazalarni ajratishi mumkin. Biroq yuqori viskoziteli xom neft sovuq sharoitlarda sekin oqadi, gʻovak kirishlarini yopadi va yutgich ichidagi kapillyar tashishni cheklaydi. Material moy bilan kimyoviy mos boʻlsa ham, neft gʻovaklarga yetarlicha tez kira olmasa, yutish jarayoni samarasizlashadi.

Neftni tashqaridan isitish viskozitetni kamaytirishi mumkin; ammo suv yuqori issiqlik sigʻimi va issiqlik oʻtkazuvchanligi sababli kuchli issiqlik qabul qiluvchi hisoblanadi. Fototermal material ishlab chiqargan issiqlik atrofdagi suvga tez tarqalganda neft-koʻpik interfeysida harorat koʻtarilishi cheklangan boʻlib qoladi. Shu sababli tadqiqotchilar muammoni faqat kuchliroq yorugʻlik yutish emas, balki hosil qilingan issiqlikni toʻgʻri hududda saqlash muammosi sifatida ta’riflagan.

Havo plastroni nima?

Havo plastroni — supergidrofob sirt suvga botirilganda uning mikroskopik va gʻovak tuzilmasi ichida ushlanib qoladigan ingichka havo qatlamidir. Suv qattiq jismning butun yuzasiga tegish oʻrniga faqat gʻadir-budurlik choʻqqilari bilan cheklangan kontakt qiladi; oraliq boʻshliqlarda havo qoladi. Bu holat Cassie–Baxter hoʻllanish rejimi bilan tushuntiriladi.

Tadqiqotdagi dizayn suv ostida havo qatlamini olib yuradigan diving bell spider xatti-harakatidan ilhomlangan. Koʻpik sirtidagi havo ikki vazifani bajaradi:

• Suvning gʻovaklarga kirishini va koʻpikning suv bilan hoʻllanishini cheklaydi.
• Havoning issiqlik oʻtkazuvchanligi suvnikidan juda past boʻlgani uchun issiqlikning pastdagi suv fazasiga oʻtishiga qarshi izolyatsiya beradi.

Tadqiqotchilar havoning issiqlik oʻtkazuvchanligini taxminan 0,026 W·m⁻¹·K⁻¹, suvnikini esa taxminan 0,6 W·m⁻¹·K⁻¹ deb olgan. Matndagi hisobga koʻra, 100 μm qalinlikdagi havo qatlami taxminan 2,5 mm suv qatlamiga oʻxshash issiqlik qarshiligini ta’minlashi mumkin. Biroq tadqiqotda haqiqiy plastron qalinligi bevosita qanday oʻlchangani tushuntirilmagan; 100 μm qiymati mexanizm hisobida ishlatilgan namunaviy qalinlik sifatida baholanishi kerak.

Koʻpik qanday ishlab chiqarilgan?

Boshlangʻich material bir-biri bilan bogʻlangan ochiq gʻovaklardan tashkil topgan tijoriy melamin koʻpikdir. Ishlab chiqarish uchta asosiy sirt modifikatsiyasi bosqichidan iborat:

1. Polidopamin qoplama: Dopamin yengil ishqoriy muhitda melamin skeleti ustida polimerlanib, yopishqoq polidopamin oraliq qatlam hosil qilgan.
2. Kumush nanozarrachalarni choʻktirish: Polidopamin bilan qoplangan sirt kumush-ammiak eritmasiga solingan va glyukoza bilan qaytarish natijasida metall kumush zarrachalari koʻpik skeleti ustiga choʻktirilgan.
3. PFDT funksionallashtirish: Kumush bilan qoplangan koʻpik etanoldagi 10 mmol·L⁻¹ PFDT eritmasiga solingan. Tiol guruhlari kumush bilan Ag–S bogʻlarini hosil qilgan, ftorli zanjirlar esa sirt energiyasini kamaytirgan.

Polidopamin kumush zarrachalarning koʻpik skeletiga bogʻlanishiga yordam beradi. Kumush nanozarrachalar quyosh nurini yutib, mahalliy issiqlikka aylantiradigan fototermal komponentdir. PFDT esa suvning sirt boʻylab yoyilishini toʻsadigan past sirt energiyali yakuniy qatlamni hosil qiladi.

Qoplashdan keyin gʻovak tuzilma saqlanib qolganmi?

SEM tasvirlarida qoplanmagan melamin koʻpik silliq sirtli va bir-biri bilan bogʻlangan uch oʻlchovli hujayraviy tarmoq hosil qilgani koʻrinadi. Kumush choʻktirilgandan keyin koʻpik skeleti zich mikro va nano oʻlchamli zarrachalar bilan qoplangan, ammo ochiq gʻovak yoʻllari asosan saqlanib qolgan. PFDT qoʻllanishi ham makroskopik gʻovak tuzilmani yopmagan.

Yuqori kattalashtirishdagi tasvirlar dastlab silliq boʻlgan skelet sirtining kumush qoplamadan keyin sezilarli gʻadir-budur boʻlganini koʻrsatadi. EDS xaritalarida uglerod, ftor, kumush va oltingugurt signallari koʻpik skeleti boʻylab tarqalgan. Bir xil kumush signali metall qoplamani, birgalikda kuzatilgan ftor va oltingugurt signallari esa PFDTning sirtga bogʻlanganini qoʻllab-quvvatlaydi.

Matnda qoʻllab-quvvatlovchi AFM ma’lumotlariga tayangan holda oʻrtacha sirt gʻadir-budurligi qoplanmagan koʻpikda 0,12 μm, kumush bilan qoplangan koʻpikda 0,48 μm va PFDT qoʻllangan yakuniy mahsulotda 0,52 μm ekani bildiriladi. Biroq bu qiymatlar joylashgan Shakl S3 asosiy tadqiqot faylida yoʻq.

Kimyoviy tuzilma qaysi tahlillar bilan tasdiqlangan?

XRD naqshida kumush qoplamadan keyin 2θ = 37,8°, 44,1°, 64,2°, 77,2° va 81,6° pozitsiyalarda paydo boʻlgan choʻqqilar yuz markazlashgan kubik kumushning mos ravishda (111), (200), (220), (311) va (222) tekisliklari bilan bogʻlangan. Ag⁺ yoki Ag₂O fazasiga tegishli qoʻshimcha choʻqqi bildirilmagan. PFDT qoʻllanishi metall kumushning kristall naqshini oʻzgartirmagan.

FTIR spektrida qoplanmagan melamin koʻpikning 1000–1600 cm⁻¹ oraligʻidagi triazin va C–N tebranishlari hamda taxminan 3300 cm⁻¹ hududidagi N–H/O–H bantlari kuzatilgan. Kumush qoplamadan keyin bu signallar metall qatlamning ekranlovchi ta’siri bilan susaygan; PFDTdan soʻng 1100–1300 cm⁻¹ oraligʻida C–F tebranishlari paydo boʻlgan.

XPS natijalarida MF/Ag uchun Ag 3d_5/2 va Ag 3d_3/2 choʻqqilari 368,7 va 374,7 eV da oʻlchangan hamda metall Ag⁰ bilan moslashtirilgan. PFDT qoʻllangandan keyin choʻqqilardagi manfiy energiya siljishi Ag–S bogʻi hosil boʻlishi bilan izohlangan. S 2p signalining 161,4 va 162,7 eV komponentlari kumushga bogʻlangan tiolat turlari bilan bogʻlangan. F 1s spektridagi 688,9 eV choʻqqisi hamda C 1s spektridagi 291,6 va 293,8 eV dagi CF₂ va CF₃ komponentlari ftorli qatlam mavjudligini qoʻllab-quvvatlaydi.

Koʻpik suv va moyni qanday ajratadi?

MF/Ag/PFDT sirti havoda suvni kuchli itaradi. Uch mikrolitrli suv tomchisi sirtda deyarli sharsimon shaklini saqlagan, siqilib qayta tortilganda qoldiq qoldirmasdan sirtni tark etgan. Suv tomchisining sirpanish burchagi 5° dan past oʻlchangan.

Moy tomchisi esa sirtga tegishi bilanoq tez yoyilgan va koʻrinadigan kontakt burchagi deyarli nolga tushgan. Bu xatti-harakat koʻpik superoleofil ekanini va moy kapillyar kuchlar bilan gʻovaklarga tashilishi mumkinligini koʻrsatadi.

Suv ostida qoʻllangan moy tomchisi ham sirt boʻylab yoyilgan. Koʻpik moy ichida tutilganda sirtga qoʻyilgan suv tomchisi esa 150° dan yuqori kontakt burchagi bilan sharsimon qolgan. Ushbu toʻrt xatti-harakat birgalikda koʻrilganda koʻpik:

• Havoda supergidrofob va superoleofildir.
• Suv ostida moyni afzal hoʻllaydi.
• Moy muhitida suvni kuchli itaradi.

Koʻpik majburan suvga botirilganda sirtida koʻringan yorqin kumush oyna tasviri suv bilan qattiq sirt oʻrtasida havo qolganining vizual dalili sifatida taqdim etilgan. Biroq bu tasvir havo qatlamining qalinligini, qoplagan sirt ulushini yoki soatlar va kunlar ichidagi erish tezligini miqdoriy koʻrsatmaydi.

Material mexanik jihatdan mustahkammi?

Koʻpik qoʻl bilan siqish, buklash va burashdan keyin makroskopik shaklini tiklagan. Siqish tajribalarida hujayraviy koʻpiklarga xos J shaklli stress-strain egri chizigʻi kuzatilgan; past strain’dagi elastik hududdan soʻng plato va zichlashish hududlari kelgan. Namuna %80 gacha siqilgandan keyin sezilarli doimiy choʻkishsiz qaytgan.

Charchash tajribasi %60 siqish strain’ida 50 yuklash-boʻshatish sikli bilan olib borilgan. Dastlabki sikllarda ma’lum miqdorda stress softening kuzatilgan, keyingi sikllar bir-biriga yaqin egri chiziqlar hosil qilgan. Bu natija koʻpik yutilgan neftni mexanik siqish bilan chiqarish amalga oshiriladigan takroriy foydalanish uchun asosiy elastik chidamlilikka ega ekanini koʻrsatadi. Biroq yuzlab yoki minglab sikllik uzoq muddatli foydalanish oʻrganilmagan.

Kimyoviy va ekologik chidamlilik natijalari

Koʻpik kislotali, neytral va ishqoriy eritmalarda; turli organik erituvchilarda va shoʻr eritmada 24 soat ushlab turilgandan keyin ham suv kontakt burchagini 150° dan yuqori saqlagan. Shaklda pH 0–14 oraligʻi bilan simulyatsiya qilingan dengiz suvi, geksan, etanol, aseton, toluol, xloroform va dimetilformamid sharoitlari taqqoslangan.

Zımpara ishqalanish tajribasida koʻpik sirti 50 gramm yuk ostida har siklda 10 cm harakatlantirilgan va oʻn sikldan keyin supergidrofob xatti-harakat saqlanib qolgan. Yigirma toʻrt soat davomida 20 W quvvatli va 254 nm toʻlqin uzunligidagi UV nurlanishdan keyin suv kontakt burchagi yana 150° dan yuqori qolgan. Atrof havosida 12 oy saqlangandan keyin taxminan 157° suv kontakt burchagi bildirilgan.

Metilen koʻki eritmasi va kola bilan oʻtkazilgan namoyishlarda koʻpik suyuqlikdan chiqarilganda koʻzga koʻrinadigan dogʻ olib chiqmagan. CuSO₄ va FeSO₄ kukunlari sirt boʻylab yumalagan suv tomchilari bilan olib tashlangan. Bu natijalar past yopishishli Cassie–Baxter sirtining oʻz-oʻzini tozalash xatti-harakatini qoʻllab-quvvatlaydi; biroq haqiqiy oqova suvlardagi biofilm, moy emulsiyasi, loy, organik modda va surfaktantlar bilan uzoq muddatli ifloslanish sinovdan oʻtkazilmagan.

Moy va organik suyuqliklarni yutish sigʻimi

Koʻpik n-geksan, n-geksadekan, xloroform, 1,2-dixloroetan, petroleum ether, xom neft, benzin, dizel, yer yongʻoq moyi va moylash moyi kabi suyuqliklar bilan sinovdan oʻtkazilgan. Massaga asoslangan yutish sigʻimi quyidagi tenglama bilan hisoblangan:

\[ Q_m=\frac{m_1-m_0}{m_0} \]

Bu yerda m₀ quruq koʻpikning, m₁ esa toʻyingandan keyingi koʻpik massasidir. Natijalar suyuqlikka qarab taxminan 65–140 g·g⁻¹ oraligʻida. Yutish sigʻimining suyuqlik zichligi bilan taxminan chiziqli oshishi koʻpik tutgan hajm oʻxshash qolganini va zichroq suyuqliklar ayni gʻovak hajmida koʻproq massa hosil qilganini koʻrsatadi.

Xom neft bilan yutish-siqish siklida dastlabki foydalanishlardan keyin sigʻim pasaygan, soʻng barqarorroq darajaga yaqinlashgan. Yigirmanchi sikl oxirida boshlangʻich sigʻimning taxminan %85 qismi saqlangan. Sigʻim yoʻqotilishi uchun batafsil massa balansi yoki sirt kimyosi tahlili taqdim etilmagan; gʻovaklarda qolgan neft, qoplama yoʻqotilishi va mexanik deformatsiyaning alohida hissalari aniqlanmagan.

Gravitatsiya orqali moy/suv ajratish samaradorligi

Koʻpik suvdan yengil n-geksadekanni ham, suvdan ogʻir dixlorometanni ham selektiv ravishda yutgan. Filtrlash tuzilmasida moy fazasi superoleofil gʻovak tarmogʻidan oʻtgan, suv fazasi esa supergidrofob toʻsiq ustida ushlab qolingan.

Sinovdan oʻtkazilgan barcha aralashmalarda ajratish samaradorligi %98 dan yuqori bildirilgan. Past viskoziteli xloroform kabi suyuqliklarda oqim taxminan 16.000 L·m⁻²·soat⁻¹ darajasiga yetgan; viskoziteli dizelda taxminan 8500 L·m⁻²·soat⁻¹ oʻlchangan. Dixlorometan/suv aralashmasi bilan oʻtkazilgan oʻn sikllik tajribada oqim taxminan 15.000 L·m⁻²·soat⁻¹ darajasida va ajratish samaradorligi %98 dan yuqori qolgan.

Bu natijalar bir-biriga aralashmaydigan erkin moy/suv fazalari uchun amal qiladi. Tadqiqotda mikrometr yoki nanometr oʻlchamli tomchilarni oʻz ichiga olgan barqaror moy-suv emulsiyalari, surfaktant saqlovchi oqimlar yoki erigan uglevodorodlar uchun ajratish ma’lumoti berilmagan. Yuqori oqim qiymatlari emulsiya filtrlash samaradorligi sifatida talqin qilinmasligi kerak.

Quyosh nuri koʻpikni qanchalik isitgan?

Qoplanmagan melamin koʻpik quyosh spektrining katta qismida past yutilish koʻrsatgan. Polidopamin koʻrinadigan hududdagi yorugʻlik yutilishini oshirgan, kumush nanozarrachalar va uch oʻlchovli sochilish esa MF/Ag/PFDTning kengroq toʻlqin uzunligi oraligʻida yorugʻlik yigʻishini ta’minlagan.

Bir quyosh, ya’ni taxminan 1,0 kW·m⁻² nurlanish ostida:

• Qoplanmagan koʻpik taxminan 30 °C da qolgan.
• MF/PDA taxminan 60–63 °C darajasiga yetgan.
• MF/Ag/PFDT taxminan 50 soniya ichida 82 °C atrofidagi muvozanat haroratiga yetgan.

Infraqizil tasvirda MF/Ag/PFDTning yuqori sirti 84,3 °C deb oʻlchangan, pastki hududda esa 60,5 va 41,5 °C qiymatlari kuzatilgan. Qoplanmagan koʻpikning yuqori va pastki qismlari taxminan 24 °C da qolgan; polidopaminli koʻpikda yuqori sirt 62,8 °C ga, eng pastki hudud esa 35,8 °C ga yetgan. MF/Ag/PFDTdagi kattaroq vertikal harorat farqi issiqlik yuqori interfeysda kuchliroq ushlab turilganini qoʻllab-quvvatlaydi.

Matnda 1,5 quyosh ostida maksimal harorat taxminan 125 °C ga yetgani bildiriladi. Biroq Shakl 7 izohida nurlanish oraligʻi “0,5–2,0 quyosh” deb yozilgan, grafikdagi koʻrinadigan legenda esa 0, 0,5, 1,0 va 1,5 quyosh sharoitlarini koʻrsatadi. Shu sababli 2,0 quyosh sharoitiga tegishli ma’lumot manba ichida aniq emas.

Ketma-ket oʻn marta yorugʻlikni yoqish-oʻchirish siklida eng yuqori haroratlar asosan saqlangan. Bu tajriba qisqa muddatli fototermal barqarorlikni koʻrsatadi; oylar davom etadigan quyoshga ta’sir, ochiq havodagi oksidlanish yoki kumush nanozarrachalarning morfologik qarishi oʻrganilmagan.

Isitish viskoz neft yutilishini qanday oʻzgartirgan?

Yorugʻlik oʻchiq paytda MF/Ag/PFDT ustiga qoʻyilgan xom neft tomchisi toʻrt daqiqa davomida asosan sirt ustida qolgan. Bir quyosh nurlanishi yoqilganda neft tomchisi asta-sekin yoyilgan va toʻrt daqiqa ichida koʻpikka kirib borgan. Qoplanmagan melamin koʻpik esa ayni yorugʻlik ostida neftni sezilarli darajada yuta olmagan.

Tadqiqotchilar isitish asfaltan va smola kabi ogʻir neft komponentlari oʻrtasidagi van der Waals va π–π oʻzaro ta’sirlarining nisbiy ta’sirini kamaytirib, ichki ishqalanish va viskozitetni pasaytiradi, deb hisoblaydi. Oqimchanlashgan neft keyin kapillyar kuchlar orqali gʻovaklarga tortiladi.

Tadqiqotda aylanuvchi viskozimetr ishlatilgani bildirilgan boʻlsa-da, xom neftning turli haroratlardagi viskozitet qiymatlari, shear rate, reologik egri chizigʻi yoki 84 °C dagi miqdoriy viskozitet kamayishi asosiy natijalarda berilmagan. Shu sababli “viskozitet kamaydi” xulosasi yutilish kuzatuvlari va termal mexanizm bilan qoʻllab-quvvatlanadi, ammo keng qamrovli harorat-viskozitet ma’lumotlari qatori bilan miqdoriylashtirilmagan.

Uzluksiz neft yigʻish tizimi

Statik yutish tajribasidan uzluksiz jarayonga oʻtish uchun koʻpik peristaltik nasosga ulangan. Koʻpik suv yuzasidagi neftni selektiv ravishda olgan, qizigan va oqimchanlashgan neft esa nasos orqali yigʻish idishiga tashilgan.

Qorongʻi sharoitda sovuq va viskoz neftni uzluksiz tashish muvaffaqiyatsiz yoki juda cheklangan boʻlgan, bir quyosh nurlanishi ostida esa muntazam oqim boshlangan. Ikki soatlik tajriba davomida normallashtirilgan oqim J/J₀ taxminan 0,95–1,0 oraligʻida qolgan va yigʻilgan neft hajmi taxminan chiziqli ravishda 1,0 litrga yetgan.

Ushbu tuzilma quyosh issiqligi neftni oqimchanlashtirishini va koʻpik nasosli yigʻish tizimining kirish elementi sifatida ishlatilishi mumkinligini koʻrsatadi. Biroq tizim butunlay energiyasiz emas; uzluksiz tashish uchun elektr bilan ishlaydigan peristaltik nasos ishlatilgan. Tadqiqotda nasos quvvati, umumiy energiya iste’moli yoki yigʻilgan neft birligiga toʻgʻri keladigan energiya talabi hisoblanmagan.

Taklif qilingan birlashgan ishlash mexanizmi

Material funksiyasi toʻrtta bosqichning birgalikda yuz berishiga asoslanadi:

1. Fototermal konversiya: Polidopamin va kumush nanozarrachalar kelayotgan quyosh nurini mahalliy issiqlikka aylantiradi.
2. Issiqlikni lokalizatsiya qilish: Havo plastroni issiqlikning pastdagi suvga oʻtishini cheklab, haroratni neft-koʻpik interfeysida ushlab turadi.
3. Viskozitet va tashish qarshiligining kamayishi: Isigan xom neft oqimchanroq boʻladi va gʻovak kirishlaridan osonroq oʻtadi.
4. Kapillyar tashish: Superoleofil va oʻzaro bogʻlangan gʻovaklar neftni koʻpik ichiga va nasos kirishiga tomon tashiydi.

Bu komponentlarning bittasi yakka holda yetarli emas. Qoplanmagan koʻpik gʻovak boʻlsa-da quyosh ostida neftni yuta olmagan; MF/Ag/PFDT esa yorugʻlik oʻchiq paytda yuqori viskozitet sababli sekin ishlagan. Nazorat tajribalari fototermal isitish bilan oleofil kapillyar tashish birgalikda zarur ekanini qoʻllab-quvvatlaydi. Havo plastroni hissasi vertikal harorat farqi va kumush oyna tasviri bilan bogʻlangan boʻlsa-da, plastronsiz, ammo ayni kimyoviy va optik tarkibga ega bevosita nazorat materialining batafsil termal taqqoslashi berilmagan.

Tadqiqot qoʻllab-quvvatlaydigan natijalar

• Polidopamin, metall kumush va PFDT qoplamalari ochiq gʻovakli melamin skeletini toʻliq yopmasdan qoʻllanishi mumkin boʻlgan.
• Yakuniy sirt suvni kuchli itargan, moyni esa havoda va suv ostida afzal hoʻllagan.
• Koʻpik suvga botirilganda havo plastroniga mos kumush oyna koʻrinishini namoyon qilgan.
• Bir quyosh nurlanishida yuqori sirt taxminan 84 °C ga yetgan, tag qismi esa taxminan 42 °C da qolgan.
• Quyosh bilan isitilgan MF/Ag/PFDT yuqori viskoziteli neft tomchisini toʻrt daqiqa ichida yutgan.
• Turli moy va organik suyuqliklarda massaga asoslangan 65–140 g·g⁻¹ yutish sigʻimi olingan.
• Bir-biriga aralashmaydigan moy/suv aralashmalarida %98 dan yuqori ajratish samaradorligi va 16.000 L·m⁻²·soat⁻¹ darajasiga yetuvchi oqim bildirilgan.
• Xom neft yutish sigʻimining taxminan %85 qismi 20 ta yutish-siqish sikli oxirida saqlangan.
• Peristaltik nasosli va quyosh yordamidagi tuzilmada ikki soat davomida taxminan barqaror oqim bilan bir litr neft yigʻilgan.

Tadqiqot nimani koʻrsatmaydi?

• Material haqiqiy dengiz yoki quruqlikdagi neft toʻkilishida ishlagani koʻrsatilmagan.
• Toʻlqin, oqim, yomgʻir, shamol, past havo harorati va oʻzgaruvchan quyosh nurlanishi sinovdan oʻtkazilmagan.
• Barqaror moy-suv emulsiyalari, surfaktantli oqova suvlar va erigan uglevodorodlar oʻrganilmagan.
• Havo plastronining kunlar yoki haftalar davomida suv ostida barqarorligi oʻlchanmagan.
• Kumush nanozarrachalar, ftorli PFDT qatlami yoki qoplama boʻlaklarining suvga sizib chiqishi tahlil qilinmagan.
• Suv organizmlari, mikroorganizmlar yoki inson salomatligi boʻyicha toksiklik tajribasi oʻtkazilmagan.
• Yigʻilgan neft koʻpikdan qanchalik toza va iqtisodiy tarzda ajratilishi batafsil baholanmagan.
• Materialning yonuvchanligi, issiq neft oldidagi yongʻin xavfsizligi va yuqori nurlanish ostidagi termal parchalanishi oʻrganilmagan.
• Quyoshdan issiqlikka konversiya samaradorligi, nasos energiya iste’moli, karbon izi va hayot sikli hisoblanmagan.
• Laboratoriya ishlab chiqarishini kvadrat metr masshtabiga chiqarish yoki xarajat jihatidan tijoriy yutgichlardan ustunlik isbotlanmagan.

Tadqiqotning kuchli tomonlari va asosiy cheklovlari

Tadqiqotning kuchli tomoni sirt kimyosi, gʻovak tuzilma, hoʻllanuvchanlik, fototermal konversiya, mexanik qayta tiklanish va uzluksiz neft tashishni bitta eksperimental tizimda birlashtirishidir. SEM, EDS, XRD, FTIR va XPS natijalarining birgalikda ishlatilishi ishlab chiqarish bosqichlarini qoʻllab-quvvatlaydi. Yorugʻlik yoqilgan-oʻchirilgan nazoratlar, qoplanmagan koʻpik bilan taqqoslash, infraqizil harorat xaritalari va uzluksiz nasoslash tajribasi faqat statik kontakt burchagi namoyishidan kengroq funksional tasdiqlashni ta’minlaydi.

Bunga qaramay, koʻplab samaradorlik tajribalarida mustaqil namuna soni, standart ogʻish, xato chizigʻining ma’nosi va statistik tahlil tushuntirilmagan. Kontakt burchaklari uchta alohida sirt nuqtasidan olingan oʻrtacha qiymatlar ekani bildirilgan, ammo koʻpikdan koʻpikka ishlab chiqarish oʻzgaruvchanligi berilmagan. Xom neftning manbai, tarkibi, boshlangʻich viskoziteti va haroratga bogʻliq reologiyasi tushuntirilmagan.

Tadqiqotda Shakl S1–S3, Jadval S1 va Film S1–S7 ga havola berilganiga qaramay, ushbu yordamchi materiallar koʻrib chiqilgan faylda mavjud emas. Shu sababli adabiyot bilan taqqoslangan radar grafigi baholanishi, AFM gʻadir-budurligi, qoʻshimcha XPS/EDS ma’lumotlari va harakatli tajribalarning barchasi tekshirilmagan.

Ekologik qoʻllash da’vosi nuqtai nazaridan eng muhim kamchilik qoplamaning ekologik taqdiridir. Takroriy siqish, ishqalanish, UV va kimyoviy ta’sirdan keyin kumush va PFDT miqdori oʻzgarishi oʻlchanmagan. Yuqori ajratish samaradorligi va qayta foydalanish imkoniyati material ekologik jihatdan xavfsizligini oʻz-oʻzicha koʻrsatmaydi.

Tadqiqot usuli va topilmalari

Materiallar

Ishlab chiqarish protokoli

Xarakterizatsiya qurilmalari

Hoʻllanuvchanlik va chidamlilik tajribalari

• Kontakt burchaklari xona haroratida 3 μL tomchilar va uchta alohida sirt pozitsiyasida oʻlchangan.
• Suv-havo, moy-havo, suv ostidagi moy va moy ostidagi suv xatti-harakatlari alohida oʻrganilgan.
• Zımpara tajribasida 50 g yuk va har siklga 10 cm harakat qoʻllangan.
• Kimyoviy chidamlilik uchun kislota, ishqor, tuz va organik erituvchilarda 24 soat ushlab turilgan.
• UV chidamliligi 20 W, 254 nm nurlanish ostida 24 soat baholangan.
• Siqish charchashi %60 strain’da 50 sikl bilan sinovdan oʻtkazilgan.
• Uzoq muddatli saqlash bahosi 12 oylik atrof havosiga ta’sirni qamrab olgan.

Moy yutish va ajratish tajribalari

Fototermal va uzluksiz yigʻish natijalari

Takrorlanuvchanlik va metodik yetishmovchiliklar

Kontakt burchagi natijalari uchta sirt nuqtasining oʻrtachasi ekani tushuntirilgan. Bundan tashqari ishlab chiqarish takrorlari, mustaqil koʻpik namunalari, moy yutish tajribalaridagi takrorlar va uzluksiz yigʻish tajribalari soni aniq koʻrsatilmagan. Ayrim grafiklarda xato chiziqlari koʻrinsa-da, xato chizigʻi standart ogʻish, standart xato yoki boshqa noaniqlik oʻlchovi ekanligi yozilmagan.

Glyukoza miqdori, ayrim tajribalarda ishlatilgan koʻpik oʻlchamlari, ajratish tuzilmasining samarali sirt maydoni, feed moy/suv nisbatlari, harorat, neftning kimyoviy manbai va reologik xususiyatlari yetishmaydi. Oqim va ajratish samaradorligi uchun ishlatilgan raqamli tenglamalar asosiy matnda ochiq yozilmagan.

Havo plastronining haqiqiy qalinligi, qoplagan sirt ulushi, gidrostatik bosimga chidamliligi va vaqt boʻyicha erishi oʻlchanmagan. Kumush oyna effekti sifat jihatdan dalil beradi, biroq uzoq muddatli plastron barqarorligini miqdoriy tasdiqlamaydi.

Tadqiqot samaradorlik taqqoslashi uchun Jadval S1, sirt gʻadir-budurligi uchun Shakl S3 va turli tajribalar uchun Film S1–S7 ga murojaat qiladi. Ushbu yordamchi fayllar koʻrib chiqilgan asosiy matnda yoʻqligi sababli metodning ayrim qismlari va taqqoslovchi da’volar toʻliq tekshirilmaydi.

Manba va usul haqida izoh

Tadqiqotning toʻliq asl nomi: Air-plastron-enabled superhydrophobic foam for solar-driven viscous-oil recovery and oil/water separation via interfacial thermal localization

Mualliflar va tartibi: Sudong Yang, Hongyi Li, Xueting Yuan, Yixuan Kuang, Mei Zhu, Zhiying He, Junjie Zheng, Xinyue Li, Zixin Gao, Fan Yang, Siyu Zhang, Qing Xu, Qian Zhang, Lin Chen.

Teng hissa yoki teng birinchi mualliflik: Tadqiqotda teng hissa yoki teng birinchi mualliflik bayonoti mavjud emas.

Mas’ul mualliflar: Sudong Yang va Lin Chen. E-pochta manzillari mos ravishda yangsudong@cdu.edu.cn va chenlin0306@cdu.edu.cn deb berilgan. SSRN yozuv sahifasida Sudong Yang qoʻshimcha ravishda aloqa muallifi sifatida koʻrsatilgan.

Muassasalar: College of Food and Biological Engineering, School of Chemistry and Chemical Engineering, Chengdu University; School of Architecture and Civil Engineering, Chengdu University; School of Mechanical Engineering, Chengdu University; Institute for Advanced Study, Chengdu University, Chengdu, Xitoy.

DOI: 10.2139/ssrn.7197205. Ushbu DOI SSRNdagi preprint versiyasiga tegishli va hakamlik jurnal maqolasi DOI’si emas.

Jurnal yoki konferensiya: Koʻrib chiqilgan versiya uchun tasdiqlangan hakamlik jurnali yoki konferensiya nashri mavjud emas.

Nashr platformasi: SSRN.

Asl nashriyot: Tadqiqot uchun tasdiqlangan yakuniy jurnal nashriyoti mavjud emas. SSRN preprint tarqatiladigan platformadir.

Nashr yili: 2026.

Manba turi: Eksperimental ekologik kimyo muhandisligi, funksional sirt, fototermal material va moy/suv ajratish boʻyicha tadqiqot preprinti.

Hakamlik holati: Tadqiqot hakamlik baholashidan oʻtmagan. Har bir sahifada “This preprint research paper has not been peer reviewed” ogohlantirishi mavjud.

Rasmiy havolalar:SSRN rasmiy yozuv sahifasi va DOI havolasi.

Moliyalashtirish: National Natural Science Foundation of China, 22378031; Tianfu Emei Project of Sichuan Province, 20242938; Chengdu Talent Immigration Program, 1285 va 1392.

Xarakterizatsiya yordami: Mualliflar material xarakterizatsiyasidagi yordam uchun Shiyanjia Labga minnatdorchilik bildirgan.

Manfaatlar toʻqnashuvi: Mualliflar tadqiqotga ta’sir qilishi mumkin boʻlgan ma’lum moliyaviy manfaat yoki shaxsiy munosabat yoʻqligini bildirgan.

Ma’lumotga kirish: Asosiy matnda alohida data-access bayonoti mavjud emas. Xom oʻlchov fayllari, raqamli manba ma’lumotlari va ishlab chiqarish ma’lumotlari ulashilmagan.

Yordamchi ma’lumot holati: Matnda Shakl S1, Shakl S2, Shakl S3, Jadval S1 va Film S1–S7 ga havola berilgan. Ushbu yordamchi materiallar koʻrib chiqilgan 25 sahifalik asosiy tadqiqotda yoʻq.

Muallif hissalari: Sudong Yang — supervision, method, funding va dastlabki qoralama; Hongyi Li — method, data curation va visualization; Xueting Yuan — method, validation va data curation; Yixuan Kuang — method, validation va visualization; Mei Zhu va Zhiying He — method va validation; Junjie Zheng — validation va visualization; Xinyue Li — validation; Zixin Gao va Siyu Zhang — visualization; Fan Yang — data curation; Qing Xu — conceptualization va formal analysis; Qian Zhang — validation va visualization; Lin Chen — formal analysis, method, conceptualization, review va editing vazifalari bilan koʻrsatilgan.

Ushbu oʻzbekcha maqola yuklangan tadqiqotning asosiy matni, ishlab chiqarish protokollari, formulasi, sakkizta asosiy shakli, mikroskopiya va spektroskopiya ma’lumotlari, kontakt burchagi tajribalari, chidamlilik oʻlchovlari, moy yutish va ajratish natijalari, infraqizil termal tasvirlari hamda uzluksiz yigʻish tajribalariga asoslanib tayyorlangan. Tadqiqotda mavjud boʻlmagan yangi tajriba natijasi yoki tashqi manbadan ilmiy topilma qoʻshilmagan. Tashqi manbalardan foydalanish faqat SSRN yozuvi, DOI, mualliflarning aloqa roli va nashr holatini bibliografik tasdiqlash bilan cheklangan.

Tadqiqotning asosiy cheklovlari hakamlik baholashidan oʻtmaganligi, yordamchi fayllarning asosiy matnda yoʻqligi, koʻplab tajribalar uchun mustaqil takror va statistika ma’lumotlarining yetishmasligi, havo plastronining uzoq muddatli miqdoriy barqarorligi oʻlchanmagani, xom neftning reologik xususiyatlari batafsil berilmagani, kumush va PFDT sizib chiqishi oʻrganilmagani, emulsiya va dala sinovlari bajarilmagani hamda energiya, xarajat, hayot sikli va ekotoksiklik tahlillari mavjud emasligidir.

Natijalar laboratoriya sharoitidagi MF/Ag/PFDT koʻpikning quyosh yordamida viskoz neftni yutish va bir-biriga aralashmaydigan moy/suv fazalarini ajratish potensialini koʻrsatadi. Topilmalar haqiqiy dengiz toʻkilishlarida tasdiqlangan tozalash sigʻimi, ekologik xavfsizlik, sanoat iqtisodiy ustunligi yoki uzoq muddatli dala chidamliligi dalili emas.