Ученые разработали новый фильтр по образу природного рыбьего фильтра, который удаляет более 99% микропластика
Научные сотрудники Боннского университета (Германия) разработали новую систему фильтрации воды, прототипом для которой послужило строение жаберных дуг рыб-фильтраторов. Согласно результатам лабораторных испытаний, немецкая система показала эффективность удаления микропластиковых волокон на уровне выше 99%, решая при этом главную проблему существующих аналогов — быстрое засорение.
В основу технологии лег механизм питания таких рыб, как скумбрия и анчоусы. Эти виды способны эффективно отфильтровывать планктон из воды, не забивая при этом свои жабры. Изучив этот природный процесс, ученые под руководством доктора Леандры Хаманн и доктора Александра Бланке воспроизвели его в синтетическом устройстве.
Ключевым отличием нового фильтра от стандартных сетчатых решений стала гидродинамика. В обычных фильтрах поток воды направлен перпендикулярно сетке, что приводит к быстрому накоплению мусора в ячейках и блокировке потока. В «рыбьем» фильтре реализован принцип поперечной фильтрации, то есть когда вода движется вдоль специальной решетчатой структуры. Благодаря особой геометрии и углу наклона ламелей, микропластик не застревает в отверстиях, а скатывается по поверхности в специальный отсек-накопитель, подобно тому, как пища направляется в пищевод рыбы.
Результаты испытаний, опубликованные в научном журнале npj Emerging Contaminants, подтверждают, что устройство задерживает свыше 99% синтетических волокон, выделяемых одеждой при стирке. При этом фильтр обладает эффектом самоочищения, что позволяет ему работать длительное время без обслуживания.
«Мы нашли комбинацию параметров, которая позволяет отделять микропластик, не блокируя поток воды. Устройство не содержит сложной механики, что делает его дешевым в производстве и надежным в эксплуатации», — пояснила доктор Хаманн.
В первую очередь новые очищающие устройства будут устанавливаться на бытовых стиральных машинах, которые признаны одним из основных источников загрязнения мирового океана первичным микропластиком. По оценкам экспертов, одна семья при стирке синтетических вещей может генерировать до 500 граммов микроволокон в год. Существующие очистные сооружения не всегда способны уловить столь мелкие частицы, что приводит к их попаданию в пищевые цепи.
На данный момент технология находится на стадии патентования в Германии и ЕС. Разработчики рассчитывают, что производители бытовой техники интегрируют эту систему в следующие поколения стиральных машин, создав эффективный барьер для загрязнения окружающей среды непосредственно у источника.
Источник:scitechdaily
