Микропластик из воды можно удалить звуком

– Нет никаких сомнений в том, что микропластики представляют постоянно растущую угрозу для окружающей среды и даже для человеческого здоровья, – пишет он. – Ученые уже говорят о том, что эти крошечные частицы и их влияние на все живое – от морской флоры и фауны до людей – губительно.

Он ссылается на исследование 2019 года, которое продемонстрировало – каждый человек проглатывает около 5 граммов микропластика в неделю.

– По весу это похоже на вес обычной банковской карточки, – пояснил он.

Но задача сейчас состоит в том, чтобы найти методы успешного удаления микропластика (MPS) из воды и атмосферы.

– Очень непростая задача, согласитесь, – продолжает он. – Когда такие микроскопические кусочки пластика имеют размер – от 1 микрометра до 5 миллиметров.

Команда ученых из Университета Синшу решила воспользоваться … звуковыми волнами.

Они решили поэкспериментировать с акустической фильтрацией, чтобы протолкнуть MPS в центральный канал с разветвленными участками, заполненными водой, очищенной от всяких примесей.

– Предлагаемое нами микрофлюидное устройство, разработанное на основе гидравлико-электрической аналогии, имеет три микроканала шириной 1,5 мм, соединенных четырьмя последовательными тройными переходами шириной 0,7 мм, – пояснил ведущий исследователь профессор Йошитаке Акияма с кафедры машиностроения и робототехники факультета текстильной науки и технологии Университета Синшу. – MPS выровнены по центру среднего микроканала с использованием объемной акустической волны резонансной частоты 500 кГц. В результате на каждом соединении должно происходить 3,2-кратное обогащение MPS, что приводит к 105-кратному общему обогащению устройства.

Другими словами, ультразвуковые волны проходят через воду и выталкивают частицы микропластика в центр потока жидкости, где они могут быть собраны или отфильтрованы в виде фильтров для очищенной воды.

Традиционно микропластиковые частицы собираются сетчатыми фильтрами, которые могут легко засоряться и количество которых ограничено размером сетки.

В устройстве используется микрофлюидная технология, развивающаяся наука, которая управляет поведением воды с помощью каналов на микроуровне. При проведении отдельных экспериментов на сгруппированных МП коэффициент сбора для МП размером 10 мкм, 15 мкм, 25 мкм, 50 мкм и 200 мкм составил более 90%. Дальнейшие тесты с учетом размера частиц (25-200 мкм и 10-25 мкм) показали, что коэффициент улавливания составляет около 80%.

Это не первая модель акустической фильтрации, разработанная учеными.

До этого выпустили устройство, которое предназначалось для сточных вод из прачечной и протестированное на них.

 Команда считает, что достигнутый прогресс подтверждает факт более перспективных применений. Например – фильтрация сточных вод промышленного производства перед их отправкой в канализацию.

– Предлагаемое микрофлюидное устройство, основанное на акустической фокусировке, может быстро и непрерывно собирать частицы размером 10-200 мкм без рециркуляции после предварительной фильтрации более крупных частиц через сетку, – пояснил Акияма. – Его можно устанавливать в стиральных машинах, на заводах и в других средоточиях микропластика для его быстрого удаления из белья и промышленных сточных вод. Да и в окружающую среду он не выбрасывается при этом.

Ранее LIVE24 сообщало о том, что киты съедают до 10 миллионов фрагментов микропластика в день: океанологи предупредили человечество о приближающейся экологической катастрофе.