Thảm họa nổ giàn khoan dầu Deepwater Horizon năm 2001 đã thôi thúc giới nghiên cứu tìm kiếm những giải pháp hiệu quả hơn để làm sạch dầu tràn. Để tạo xúc tác, một cuộc thi có tên Wendy Schmidt Oil Cleanup đã được quỹ sáng lập X Prize tổ chức và năm nay, viện công nghệ Massachusetts - MIT cũng tham gia với phương pháp phân tách dầu và nước bằng nam châm.
Dầu không có tính từ, nhưng nếu bổ sung hạt nano từ tính huyền phù vào dầu, nó sẽ trở thành một loại chất lỏng từ được biết đến với tên gọi ferrofluid (nước từ). Những nổ lực nghiên cứu trước đây với ferrofluid thường sử dụng quy trình bơm hỗn hợp chứa nước-ferrofluid thông qua một đường ống với các thỏi nam châm lớn đặt bên ngoài nhằm định hướng dòng chảy của nước sang một bên và ferrofluid sang một bên. Tuy nhiên, kĩ thuật này sẽ chỉ hoạt động nếu biết trước nồng độ của ferrofluid với tỉ lệ không đổi - rất khó có khả năng xảy ra trong điều kiện vùng nước bị ô nhiễm bởi dầu tràn.
Các nhà nghiên cứu tại MIT đã thực hiện 2 thay đổi dựa trên phương pháp hiện tại. Thay vì lắp đặt các nam châm bên ngoài đường ống, chúng sẽ được nhúng trực tiếp vào nước và thay vì được định hướng song song với dòng chảy, nam châm sẽ được đặt vuông góc.
Các nam châm vĩnh cửu hình trụ do MIT sử dụng có lực hút mạnh nhất tại 2 đầu, vì vậy, dầu sẽ có xu hướng bị hút vào 2 đầu của nam châm. Tuy nhiên, do một đầu của nam châm được nhúng sâu dưới nước, đầu kia nằm trên mực nước nên dầu sẽ bám vào phần thân phía trên mặt nước dưới dạng các hạt nhọn.
Shahriar Khushrushahi - nghiên cứu sinh hậu tiến sĩ tại khoa khoa học máy tính và kĩ thuật điện tử thuộc MIT kiêm tác giả bài báo cáo cho biết công nghệ trên sẽ mang lại hiệu quả phân tách dầu-nước cao và tiềm năng có thể sản xuất theo tỉ lệ lớn và triển khai hoạt động trên biển trong nhiều ngày hoặc nhiều tuần, nơi điều kiện bảo trì và nguồn điện rất giới hạn.
Trong thí nghiệm chứng minh, MIT đã sử dụng chuỗi Halbach - một kiểu sắp xếp đặc biệt của các nam châm vĩnh cửu nơi từ trường trên một mặt được tăng cường trong khi tường trường ở mặt còn lại bị triệt tiêu gần bằng 0, qua đó khiến dầu trong bể chứa không bị hút xuống đáy và dầu bám trên thân không bị đẩy lên đỉnh của các thanh nam châm.
Nhóm nghiên cứu cho biết việc bổ sung các hạt nano từ tính vào hỗn hợp dầu-nước giúp tạo ra một loại ferrofluid không bị tác động bởi tàu thuyền. Thêm vào đó, các hạt nano có thể được loại bỏ nhờ kĩ thuật tuyển từ cường lực cao với khả năng thực hiện ở quy mô nhỏ và cho phép phục hồi cả hạt nano lẫn dầu.
Một trong những thách thức còn lại đối với nhóm nghiên cứu là phải xác định được tỉ lệ nước hòa tan trong dầu và phương thức tốt nhất để loại bỏ nó. "Với mắt thường, bạn sẽ không thể thấy được lượng nước hòa tan nhưng tôi chắc chắn là có. Chúng tôi có thể phải thực hiện nhiều vòng lọc để loại bỏ hoàn toàn." thành viên nhóm nghiên cứu - Markus Zahn cho biết.
Về quy mô thương mại, phương pháp tuyển từ có thể được sử dụng kết hợp với các kĩ thuật khắc phục dầu tràn hiện có chẳng hạn như hớt váng dầu - đóng vai trò là bước phân tách đầu tiên và kĩ thuật tuyển từ sau đó sẽ được dùng để hoàn tất công việc.
Nhóm nghiên cứu tại MT sẽ đệ trình một văn bản chi tiết về công việc của mình tại hội nghị quốc tế về từ trường lần thứ 13 (ICMF13) được tổ chức tại New Delhi, Ấn Độ vào tháng 1 năm tới. Ngoài ra, kĩ thuật tuyển từ của MIT cũng đã được lên lịch cấp bằng sáng chế.
Theo: Gizmag
