Многофункциональная супергидрофобная губка с закреплёнными in situ наночастицами Ag–MnO₂ посредством активации полидопамином для эффективного разделения нефти и воды, фототермического преобразования и антибактериального применения

Частые разливы нефти и сбросы нефтесодержащих сточных вод создают серьёзную угрозу окружающей среде, экосистемам и здоровью человека. В настоящей работе многофункциональную супергидрофобную губку успешно изготовили посредством роста наночастиц Ag–MnO₂ in situ, которому способствовало быстрое осаждение полидопамина, с последующей гидрофобной модификацией кремнием. Благодаря синергетическому эффекту иерархической микро- и наноструктуры и модификации поверхности метильными группами полученная супергидрофобная губка имела краевой угол смачивания водой 156,5° и демонстрировала высокую химическую стабильность и структурную прочность в агрессивных средах и после механического повреждения. При разделении нефти и воды сорбционная ёмкость модифицированной губки для различных масел составляла 58,2–132,6 её собственной массы, а эффективность разделения достигала 98,38%. Благодаря фототермическому преобразованию в нанокомпозите Ag–MnO₂ температура поверхности материала при моделируемом облучении достигала 64,1 °C, что обеспечивало быстрое поглощение и извлечение высоковязкой нефти. Кроме того, иммобилизация наночастиц серебра в каркасе губки эффективно подавляла рост Escherichia coli и Staphylococcus aureus, придавая материалу антибактериальные свойства, способствующие удалению бактерий из органически загрязнённых источников воды. Таким образом, описанная многофункциональная супергидрофобная губка обладает высоким потенциалом для эффективного разделения нефти и воды, быстрого извлечения сырой нефти и антибактериальной очистки загрязнённых вод.