В настоящее время цель состоит в том, чтобы найти методы успешного удаления микропластика (МП) из воды и атмосферы — непростая задача, когда размер этих крошечных кусочков пластика составляет всего от 1 микрометра до 5 миллиметров. Группа ученых из Университета Шиншу обратилась к звуку, экспериментируя с акустической фильтрацией. Они попробовали протолкнуть МП в центральный канал с разветвленными участками, заполненными водой, не содержащей пластика, которую затем можно было бы высвободить и использовать в любых целях.
Найден способ удалять микропластик из воды с помощью звука
Нет никаких сомнений в том, что микропластик представляет собой постоянно растущую угрозу для окружающей среды и здоровья, поскольку ученые только начинают понимать масштабы этих крошечных частиц и их влияние на организмы, от морской жизни до человека.
Depositphotos
Исследование показало, что каждую неделю мы проглатываем около 5 граммов микропластика — это примерный вес кредитной карты.
«Предлагаемое нами микрожидкостное устройство, разработанное по аналогии с гидравлическими электрогенераторами, имеет три микроканала шириной 1,5 мм, соединенных четырьмя последовательными разветвленными соединениями шириной 0,7 мм, — пояснил ведущий исследователь, профессор Йошитаке Акияма из Департамента машиностроения и робототехники на факультете текстильных наук и технологий Университета Шиншу. — МП выравниваются по центру среднего микроканала с помощью объемной акустической волны резонансной частоты 500 кГц. В результате на каждом переходе должно происходить 3,2-кратное обогащение МП, что приводит к 105-кратному общему обогащению устройства».
Другими словами, ультразвуковые волны проходят через воду и выталкивают МП к центру потока жидкости, где они затем могут быть собраны или отфильтрованы, поскольку вода, свободная от МП, фильтруется в ответвления от основного центрального пути устройства. Традиционно MP собирают с помощью сетчатых фильтров, которые легко забиваются и ограничены в том, что они собирают, размером сетки.
Вместо этого новое устройство использует микрофлюидную технологию, которая манипулирует поведением воды с помощью каналов на микроуровне. При проведении отдельных экспериментов на сгруппированных МЧ собираемость частиц размером 10 мкм, 15 мкм, 25 мкм, 50 мкм и 200 мкм составила более 90%. Дальнейшие тесты с разными размерами частиц (25–200 мкм и 10–25 мкм) показали степень сбора около 80%.
Это не первая модель акустической фильтрации, которую разработали ученые: ранее они изготовили устройство, предназначенное для сточных вод прачечных и испытанное на них. Команда считает, что достигнутый прогресс показывает, что у устройства есть более широкие возможности применения, такие как фильтрация сточных вод от промышленного производства до того, как они будут отправлены в канализацию.