加拿大科学家首次找油溶于水的方法

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据《新科学家》8月18日报道，水和油可以混为一体吗？或许你会毫不犹豫地做出否定回答，但这个世界上没有不可能的事情，最近研究人员研发出一种新型可逆表面活性剂，利用这种物质可以根据需要使水油相容或分离。这种方法将有重大的使用价值。

　　可逆表面活性剂将会对减轻因燃油泄露而给环境造成的污染具有不可估量的价值，例如，最近黎巴嫩和叙利亚海岸线附近水域发生燃油泄露事件，给那里的环境造成灾难性后果，如果使用这种物质对泄露燃油进行处理则会大大减轻因此给环境带来的巨大压力。

　　它的设计者称，这种化学物质还可以使从目前无法触及到油层中提取商业用油简单化。此外，它还可以在食品和化妆品行业具有重要应用，因为它可以将水性和油性成分的混合或分离的过程简单化，从而使产品制造变得更为容易。这种新型表面活性剂的“天赋”是它的可逆性，与现有的表面活性剂不同的是它可以被重复“关掉”或“打开”。所使用的开关也极为简单：二氧化碳和水。

　　加拿大女王大学领导研究小组研发这种新型表面活性剂的菲利浦·杰瑟普解释说：“让二氧化碳气体穿过溶液，表面活性剂就会打开，使水油混合物形成乳状液。如果你想关掉它，只要使空气穿过溶液即可，这样油和水就会再次分离。”

　　表面活性剂必须要有两个端点，一个亲水端，一个斥水端。亲水端带有离子电荷，可以使表面活性剂与水结为一体，而斥水端可以将表面活性剂与油性物质绑定起来。杰瑟普称，肥皂或去污剂就是一个例子，当你洗刷衣物时它们可以使油性污垢与水形成溶液，但要想将这种利用肥皂使油性污垢和水形成的混合液再次分离就必须加入其它像酸类这样的化学物质，但这会使溶液更为混乱，造价也高，而且有损人体健康。

　　杰瑟普补充说，目前工业中使用的绝大多数表面活性剂也是如此。所以虽然利用表面活性剂可以将水和油混合成乳状液，这样就可以更为容易地通过管道输送至其它地方，但在它们到达目的地后你很难再将它们分离开来。为解决这一问题，该研究小组制造出一种长链烷基脒，这种物质由亲油性的碳氢化合物的长线状烷基链组成。烷基链的另一端有一个脒基，也具有亲油性。

　　但当暴露于二氧化碳中时，脒基端会与二氧化然发生化学变化，变为一种重碳酸盐，这种新生成的物质具有亲水性，可以和水绑定在一起。该新型表面活性剂的这个特点使其具有了亲水和亲油双重性。将空气简单穿过溶液，就会将脒基打回原形，使水油混合物再次分离。

　　杰瑟普和他的同事利用它进行了混合水和十六烷再将其分离的实验，向人们展示这种新型表面活性剂的有效性。它还可以作用于原油和水的混合物，可以使原油中的聚苯乙烯和水相容或分离。该研究小组称，这种新型表面活性剂可以提取储量丰富却相对难于开采的油层，像委内瑞拉和加拿大艾伯塔省发现的油沙层。

　　人们很难从这些由油水和岩石构成的糊状物中将石油提取出来，但现在可以利用这种新型表面活性剂和二氧化碳乳化其中的石油和水，使开采变得较为容易。当将混合物开采出来以后，再将其暴露于空气中使油和水再次分离开，将油提取出来，水则可再循环利用。

　　研究人员称，这种新型表面活化剂的另一个重要优点是，它不会对环境造成污染，也不会在环境中长期存在下去，因为空气可以将其转化为非活性状态，然后发生降解。