Theo nhóm nghiên cứu do Giáo sư Ariel Kushmaro và Tiến sĩ Danit Lisa Karsagi Biron chủ trì, trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, vật liệu mới có thể hấp phụ lượng dầu thô, nhiên liệu, hắc ín và các hydrocarbon khác cao gấp khoảng 80-100 lần khối lượng của chính vật liệu.
Aerogel được chế tạo từ các sợi cellulose có cấu trúc xốp, trong đó có thể tận dụng các vật liệu giấy đã qua sử dụng như vỏ hộp trứng, giấy báo cũ và các sản phẩm giấy khác. Vật liệu được bổ sung nitơ và phốt pho - những chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của các vi khuẩn có khả năng phân hủy dầu.
Nhờ cấu trúc này, aerogel không chỉ giữ lại dầu và các chất ô nhiễm mà còn tạo bề mặt để vi khuẩn bám vào, giúp các vi sinh vật tiếp xúc gần hơn với hydrocarbon đã được hấp phụ và nguồn dinh dưỡng cần thiết cho quá trình phân hủy sinh học.
Giáo sư Kushmaro cho biết quá trình chế tạo aerogel gồm bổ sung chất dinh dưỡng, sấy đông khô và nhiệt phân. Trong quá trình sử dụng, vật liệu có tính kỵ nước nên nổi trên mặt nước và thúc đẩy dầu kết tụ lại.
Theo nhóm nghiên cứu, quá trình phân hủy dầu có thể kéo dài khoảng 2-3 tuần. Một ưu điểm đáng chú ý của công nghệ là khả năng giảm nhu cầu thu gom và xử lý vật liệu hấp phụ sau khi bị nhiễm dầu. Khác với hiện tượng hấp thụ thông thường, quá trình hấp phụ tại đây giữ cho các phân tử dầu bám dính cố định trên bề mặt của các lỗ xốp aerogel, tạo điều kiện lý tưởng cho vi khuẩn tiếp cận và phân hủy dầu.
Nhóm nghiên cứu cho biết trong trường hợp xảy ra sự cố tràn dầu ngoài khơi, vật liệu này về lý thuyết có thể được thả xuống từ máy bay. Thành phần cellulose cũng có khả năng phân hủy sinh học, qua đó hạn chế lượng chất thải phát sinh sau quá trình xử lý.
Nghiên cứu trên được thực hiện trong bối cảnh Israel đặc biệt quan tâm đến nguy cơ ô nhiễm dầu tại bờ biển Địa Trung Hải. Theo Giáo sư Kushmaro, đường bờ biển Địa Trung Hải dài khoảng 195 km của Israel thường xuyên chịu tác động của gió, dòng hải lưu và hoạt động vận tải dầu bằng đường biển, tiềm ẩn nguy cơ xảy ra các sự cố ô nhiễm nghiêm trọng. Năm 2021, một vụ tràn dầu từng khiến khoảng 160 km bờ biển Israel bị phủ hắc ín, gây thiệt hại đối với hệ sinh thái và động vật hoang dã. Một số dấu vết của sự cố vẫn còn được ghi nhận trên các bãi biển.
Theo các nhà nghiên cứu, điểm đáng chú ý của vật liệu mới không chỉ nằm ở khả năng hấp phụ lượng dầu gấp hàng chục lần khối lượng của chính nó, mà còn ở việc biến aerogel thành môi trường hỗ trợ các vi khuẩn phân hủy dầu, qua đó kết hợp hai công đoạn thu gom và xử lý sinh học trong một hệ thống. Công nghệ này hiện đang được đăng ký bảo hộ sáng chế thông qua BGN Technologies, công ty thương mại hóa công nghệ của BGU.
