向鱼类取经:仿“鱼嘴”过滤器可清除洗衣机废水中99%微塑料
微塑料正越来越多地进入人体,而其中相当一部分来源于日常洗衣过程,并随着废水进入环境。一个德国科研团队从大自然中获得灵感,成功研发出一种高效过滤方案,有望在源头大幅减少这一污染。来自Universität Bonn与Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik的研究人员,开发出一种全新的洗衣机废水过滤器。该装置已在德国申请专利,实验结果显示,它最多可去除洗衣废水中99%的塑料纤维。其核心灵感,正是来自鱼类的进食方式。
研究对象是以过滤方式进食的鱼类,例如鲭鱼、沙丁鱼或凤尾鱼。这些鱼在水中张开嘴巴前行,通过特殊结构将浮游生物从水中筛选出来。项目研究人员亚历山大·布兰克表示:“我们仔细研究了这种天然过滤系统的构造,并以此为蓝本,开发出一种可直接安装在洗衣机中的过滤器。”
仿生高效过滤:复制鱼的“鳃耙系统”
在生物学上,这种结构被称为“鳃耙系统”。鳃耙由细密的刷状结构组成,像一道精细的筛网,在水流进入鱼鳃之前就能拦截杂质和较大的颗粒,从而保护脆弱的呼吸器官并确保摄食效率。
基于这一原理,科研团队设计了一种漏斗形、表面呈网状结构的过滤系统。与传统过滤器不同,塑料微粒并不会直接撞击过滤壁,而是沿着表面滚动前行,从而显著增大有效过滤面积。被分离出的微塑料会被冲入一个独立的收集仓,需要定期清空,这种设计可有效避免过滤器堵塞。
参与研究的莱安德拉·哈曼表示:“我们找到了一个参数组合,使过滤器在不发生堵塞的前提下,依然能够从水中分离出超过99%的微塑料。”相关研究成果已发表于国际顶级期刊Nature,并通过大量实验与计算机模拟加以验证。
研究团队总结认为,这种仿鱼嘴结构的过滤器不需要复杂机械部件,制造成本有望保持在较低水平。如果未来能够实现规模化应用,将有潜力显著减少洗衣过程向环境排放的微塑料,对生态保护和公共健康具有重要意义。 这项研究表明,德国的科研团队通过模仿鱼类的进食方式,成功开发出一种新型洗衣机废水过滤器,能够有效去除洗衣过程中产生的微塑料。这个过滤器的设计灵感来自于鱼类的“鳃耙系统”,通过创新的结构,最大限度地提高过滤效率,并减少了堵塞的可能性。
对于在德国的消费者来说,这种过滤器的应用将有助于解决微塑料污染问题,提升环境保护意识,同时也为公共健康带来正面影响。因其成本低廉、易于制造的特点,如果能实现大规模应用,将可能在德国的家庭和工业洗涤中普遍推广,对减轻微塑料污染具有重要意义。希望未来可以看到这种技术的实际应用效果和推广进展。
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