Жабры скумбрии при увеличении. Источник: Jens Hamann
Исследователи из Боннского университета разработали фильтр для микропластика из сточных вод. В ходе предварительных испытаний фильтр удалил более 99 процентов пластиковых волокон из системы слива стиральных машин. Результаты работы опубликованы в журнале npj Emerging Contaminants.
Для проектирования конструкции фильтра учёные из Боннского университета Леандра Хаманн, Александр Бланке и их коллеги искали вдохновение в природе и нашли его в жаберной системе рыб. Некоторые виды, такие как скумбрия, сардины и анчоусы, питаются путём фильтрации. Они плавают с открытым ртом и улавливают планктон с помощью жаберных дуг.
Их жаберная система имеет форму воронки, которая наиболее широка у рта и сужается к пищеводу. Стенки этой воронки образованы жаберными дугами. Дуги имеют гребенчатую структуру и покрыты мелкими зубцами, образуя своего рода сетку. Вода проходит через проницаемые стенки воронки, фильтруется и очищенная от частиц возвращается в окружающую среду через жабры. Однако планктон слишком велик, чтобы пройти через эту естественную ситовую структуру, и задерживается ею. Благодаря воронкообразной форме он скатывается по направлению к глотке, где накапливается, пока рыба его не проглотит, — это одновременно опустошает и самоочищает фильтрационную систему. В процессе эволюции эти рыбы выработали технику, похожую на поперечную фильтрацию.
Конструкция жаберной системы послужила моделью для разработки устройства, которое можно интегрировать в стиральные машины. В ходе работы исследователи варьировали как размер ячеек сита, так и угол раскрытия воронки, используя для оптимизации эксперименты и компьютерное моделирование. Микропластик, отфильтрованный из воды для стирки, собирается на выходе устройства. Затем он несколько раз в минуту отсасывается, а после прессуется. Полученные пластиковые гранулы можно будет извлекать раз в несколько циклов стирки и утилизировать вместе с обычными бытовыми отходами.
Команда Боннского университета уже подала заявку на национальный патент в Германии; в настоящее время идёт процедура получения патента в масштабах ЕС. Исследователи надеются, что производители бытовой техники доработают конструкцию и внедрят её в будущие поколения стиральных машин. Фильтр, созданный по природному образцу, не содержит сложных механических элементов и поэтому должен быть недорогим в производстве.
Источник материала: https://www.cleanprice.ru/news5770-filtr-dlya-udaleniya-mikroplastika-iz-vody-sproektirovan-po-strukture-jabr-ryb/