آبشش ماهی، ایده‌ای خاص برای طراحی فیلتر لباسشویی!

به گزارش مجله خبری نگار،وبگاه تِک‌اِکسپلور در گزارشی آورده است:

فاضلاب ماشین‌های لباسشویی یکی از منابع اصلی انتشار میکروپلاستیک‌ها، ذرات پلاستیکی ریزی که برای سلامت انسان و حیوانات مضر هستند، به‌شمار می‌رود.

پژوهشگران دانشگاه بُن آلمان، با الهام از ساختار آبشش ماهی‌ها، فیلتری طراحی کرده‌اند که می‌تواند بیش از ۹۹ درصد از الیاف پلاستیکی را از پساب لباسشویی جدا کند. این نوآوری می‌تواند راه‌حلی مؤثر برای کاهش یکی از مهم‌ترین مسیر‌های ورود میکروپلاستیک‌ها به محیط زیست باشد.

مشکل: هر خانوار سالانه نیم کیلوگرم میکروپلاستیک تولید می‌کند

آب خروجی یک ماشین لباسشویی در یک خانوار چهارنفره، سالانه تا ۵۰۰ گرم میکروپلاستیک وارد فاضلاب می‌کند. این ذرات ریز عمدتاً از ساییدگی الیاف مصنوعی لباس‌ها (مانند پلی‌استر و نایلون) ناشی می‌شوند و در نهایت از طریق لجن فاضلاب، که اغلب به‌عنوان کود کشاورزی استفاده می‌شود، به مزارع و چرخه غذایی راه می‌یابند.

راه‌حل طبیعت؛ درس‌گرفتن از ماهی‌های فیلترکننده

برای یافتن راه‌حل، پژوهشگران به طبیعت روی آوردند. ماهی‌هایی مانند خال‌خالی، ساردین و ماهی کولی با باز نگه‌داشتن دهان خود شنا می‌کنند و پلانکتون‌ها را به وسیله سامانه کمان آبششی خود از آب جدا می‌کنند. شکل قیفی و ساختار شانه‌مانند این سامانه، الهام‌بخش طراحی فیلتر جدید شد.

سازوکار هوشمند؛ فیلتری که خود را تمیز می‌کند

کلید موفقیت این سامانه در دو ویژگی نهفته است:

۱. قیفی‌شکل بودن: با دهانه‌ای گشاد در ابتدا که به‌تدریج به سمت خروجی تنگ می‌شود؛

۲. ساختار مشبک: دارای دندانه‌های ریزی که یک الگوی غربال‌مانند تشکیل می‌دهند.

آب از داخل ساختار قیفی‌شکل می‌گذرد، اما پلانکتون‌ها در شبکه گیر می‌افتند. به دلیل شکل قیفی، پلانکتون‌ها به جای چسبیدن، به سمت گلو غلطانده می‌شوند تا بلعیده شوند. این سازوکار هوشمند از مسدودشدن فیلتر جلوگیری می‌کند.

دستیابی به بازدهی ۹۹ درصدی در آزمایش‌ها

پژوهشگران با ترکیب شبیه‌سازی رایانه‌ای و آزمایش‌های عملی، پارامتر‌های بهینه (اندازه ساختار توری‌شکل و زاویه قیف) را یافتند. فیلتر نهایی:

بیش از ۹۹ درصد میکروپلاستیک‌ها را حذف می‌کند.

به‌راحتی مسدود نمی‌شود.

ساختاری ساده و اقتصادی برای تولید انبوه دارد.

آینده فناوری؛ ادغام در نسل بعدی لباسشویی‌ها

میکروپلاستیک‌های جمع‌آوری‌شده در خروجی فیلتر، چندین‌بار در دقیقه مکش می‌شوند و می‌توان آنها را به صورت گلوله‌های فشرده درآورد. این گلوله‌ها را می‌توان هر چند ده بار شستشو، به‌عنوان زباله عمومی دور ریخت. این اختراع در آلمان به ثبت رسیده و فرآیند ثبت آن در اتحادیه اروپا نیز در جریان است.

لئاندرا هامان (Leandra Hamann)، پژوهشگر اصلی این طرح، امیدوار است سازندگان لباسشویی، این فیلتر را در نسل‌های آینده محصولات خود ادغام کنند. این گامی مهم برای کاهش ورود میکروپلاستیک‌ها به محیط زیست و بدن انسان است؛ ذراتی که پیش از این در شیر مادر، جفت و حتی مغز انسان نیز یافت شده‌اند.