Нефтяные разливы остаются одной из самых разрушительных экологических проблем. Они уничтожают морские экосистемы, губят животных и обходятся государствам и компаниям в миллиарды долларов при ликвидации последствий.
Но вскоре в борьбе с такими катастрофами может появиться необычный помощник — робот-дельфин, работающий от батареи.
Инженеры из RMIT University в Австралии разработали компактный робот под названием Electronic Dolphin («Электронный дельфин»). Устройство, размером примерно с кроссовок, способно собирать нефть с поверхности воды, используя специальный фильтр, вдохновлённый структурой морских ежей.
Команда исследователей надеется, что сочетание робототехники и новых материалов позволит очищать водоёмы быстрее и безопаснее — без необходимости отправлять людей в опасные зоны.
Робот, который «пылесосит» нефть
Electronic Dolphin — это небольшой дистанционно управляемый робот, предназначенный для удаления нефтяной плёнки с поверхности воды.
Его корпус имеет форму дельфина, что позволяет устройству легко скользить по воде и эффективно перемещаться по загрязнённой поверхности.
В передней части робота расположен специальный фильтр. Небольшой насос втягивает жидкость через фильтр, после чего нефть отделяется от воды и попадает во внутренний резервуар.
Руководитель проекта, доктор Атаур Рахман (Ataur Rahman) из инженерной школы RMIT, объясняет, что компактные роботы могут существенно помочь при ликвидации аварий.
«Разливы нефти наносят огромный экологический и экономический ущерб. Мы хотели создать систему, которую можно быстро развернуть, точно управлять ею и использовать там, где работать людям слишком опасно», — говорит исследователь.
Пока прототип способен работать около 15 минут на одном заряде батареи, однако инженеры рассчитывают значительно увеличить время автономной работы в следующих версиях.
В перспективе команда хочет создать полностью автономных роботов-очистителей, которые смогут работать без участия человека.
По замыслу разработчиков, такие машины будут:
- собирать нефть с поверхности воды;
- возвращаться на базу для очистки резервуара;
- подзаряжаться;
- автоматически отправляться на новый цикл очистки.
Как работает фильтр, вдохновлённый морскими ежами
Ключевая инновация проекта — это специальный фильтрующий материал.
Учёные разработали покрытие, на поверхности которого формируются микроскопические иглы, напоминающие структуру морских ежей.
Эти крошечные «шипы» удерживают микроскопические пузырьки воздуха. Благодаря этому возникает интересный эффект:
- вода легко скатывается с поверхности,
- нефть, наоборот, прилипает к материалу.
Такой выборочный эффект позволяет фильтру захватывать нефть, практически не впитывая воду.
Материал также обладает рядом практических преимуществ:
- он лёгкий,
- пригоден для повторного использования,
- не содержит агрессивных химических веществ.
Это выгодно отличает его от многих старых технологий очистки нефти, где применяются химически активные абсорбенты.
Что показали первые испытания
Во время лабораторных тестов робот показал вполне обнадёживающие результаты.
- скорость сбора нефти — около 2 миллилитров в минуту;
- чистота собранной нефти — более 95 %.
Фильтр при этом продолжал работать стабильно и не пропитывался водой, что является критически важным для подобных систем.
По словам Атаура Рахмана, новая технология может стать более экологичной альтернативой старым методам ликвидации разливов.
«В отличие от многих предыдущих решений, где применялись агрессивные химические материалы или стационарные фильтры, наша система использует экологичное покрытие и может работать как мобильное устройство», — отмечает учёный.
От идеи к реальному применению
Значительная часть работы над новым материалом была выполнена аспирантом Сурьей Кантой Гхадеем (Surya Kanta Ghadei).
Интерес к этой теме у него появился ещё в детстве.
«Я вырос в Индии и видел, какой вред нефтяные разливы наносят морской жизни, особенно черепахам. Этот опыт сильно на меня повлиял», — рассказывает исследователь.
Когда Гхадей начал работать над своей диссертацией, он поставил цель создать технологию, которая поможет спасателям быстрее реагировать на экологические аварии и защищать животных.
Следующий шаг — масштабирование технологии
Теперь команда учёных планирует развивать систему и адаптировать её для реальных условий.
Среди будущих направлений разработки:
- увеличение площади фильтра на корпусе робота;
- использование более мощных насосов;
- расширение резервуаров для хранения нефти;
- испытания в реальных условиях разливов.
Если технология окажется успешной, на поверхности воды могут появиться целые флотилии небольших автономных роботов, которые будут непрерывно очищать океан.
Иногда вдохновение для инженерных решений приходит из самой природы. В этом случае дельфин и морской ёж помогли создать устройство, способное бороться с одной из самых серьёзных экологических угроз современности.
