研究人员研发了安全耐久性材料来储存垃圾

晓说

储存工业垃圾从来都不是体面的工作，而且正变得越来越难。例如，新技术在提纯铝和钒这类材料的同时也产生了副产物，它们要被封闭以避免接触到人类和环境。传统的“净化”火力发电厂废气的方法阻止了二氧化硫进入大气，但却产生了一种浓度更大的残留气体。

现在，对常用的存储材料来说，许多类似的垃圾酸碱性太强或浓度太大。

基于上面的原因，威斯康辛大学麦迪逊分校的研究者们与公司合作，计划在国家科学基金产学研计划的支持下，通过与聚合物共熔来强化储存材料。

研究者们的出发点是钠基膨润土，它们在各种环境中的应用被证明是可靠的，接触到水或其他液体时基本上会膨胀起来，并形成密封带。但是，在遇到像“赤泥”的强碱性等极端环境时，这些粘土有时不会充分膨胀。

“你必须能够永久储存几百英亩面积的废液，”威斯康辛大学麦迪逊分校著名的土木、环境兼地质工程专家Craig H. Benson说，“有效地储存废液是这些公司与他们所在社区签订的合同的一部分。”

Benson与他的同事Tuncer Edil、William Likos，以及前博士生Joe Scalia在过去五年中尝试了不同的方法，目的是将聚合物混入膨润土中。最终，他们发现最佳方案是让聚合物分子环绕在膨润土的表面，随着粘土的膨胀，从根本上找到进入液体流路的方法。通过这种方法产生的材料可以耐受pH值最低为1（强酸性）最高为14（强碱性）的环境，这取决于材料中物质的浓度。

为了让他们的材料适合商业应用，研发者们与大型矿产技术公司CETCO的工程师合作。作为技术服务经理在CETCO芝加哥分公司工作的Chris Athanassopoulos认为，威斯康辛大学麦迪逊分校工程师的参与，使公司员工更易对这项新技术产生兴趣。

“不幸的是，当与设计工程师或监管讨论时，他们总会用许多经验来教育销售人员或者是只有承诺而无技术依据的人，”Athanassopoulos说道。“而在Craig实验室，通过长期的动物实验，我们的结果得到了验证。”

Athanassopoulos和他CETCO公司的合作者Mike Donovan逐渐找到了制作并销售这种产品的方法，这种产品被称为点塑型膨润土防水垫。同时，他们也一直在开发另外一种类似产品——连续型膨润土防水垫。

到目前为止，这种商品已经被世界上最大的铝业生产商之一Alcoa所采用，这家公司最近用这种材料来装备一条铝尾矿存储设备。

在此基础上，Benson计划重点研究这种材料工作的化学机理，最终建立起研发机制，从而创造一系列可以应对各种极端化学环境的材料。它不仅可以应用于工业垃圾的储存，Benson也看到了该研究在不同方面的应用潜力，例如堵塞油井、建立保护墙来隔离供水区和被污染的地下水区域等。威斯康辛大学麦迪逊分校的研究者们对这种富有弹性的环保材料机理研究日益深入，与此同时，工业合作者也在寻找方法，目的是将他们的制造工艺应用于普及这种材料的应用。

“Craig和他的团队一直在提出问题、进行实验，”Athanassopoulos说道。“从他们身上，我们学到了很多。”