حذف میکروپلاستیک ها از آب به کمک صدا

محققان به روشی دست یافته اند که می توان با استفاده از فیلتر صوتی میکروپلاستیک ها را با موفقیت از آب حذف کرد.

به گزارش تکناک، هیچ شکی وجود ندارد که میکروپلاستیک ها یک تهدید اکولوژیکی و بهداشتی فزاینده هستند. از این رو، دانشمندان شروع به درک وسعت این ذرات ریز و تأثیر آنها بر موجودات، از حیات دریایی گرفته تا انسان کرده اند.

یک مطالعه در سال 2019 نشان داد که ما هر هفته حدود 5 گرم میکروپلاستیک، به وزن یک کارت اعتباری، مصرف می کنیم.

با این حال، چالش اکنون یافتن روش‌هایی برای حذف موفقیت‌آمیز میکروپلاستیک‌ها (MPs) از آب و اتمسفر است. زمانی که اندازه این تکه‌های پلاستیکی کوچک فقط بین 1 میکرومتر تا 5 میلی‌متر باشد، این امر کار آسانی نیست.

تیمی از دانشمندان دانشگاه شینشو برای تحقق این امر مهم به صدا روی آورده‌اند. بدین صورت که با استفاده از یک فیلتر صوتی آنها میکروپلاستیک‌ها را به یک کانال مرکزی که دارای شاخه های جانبی است هل می دهند. در این روش میکرو پلاستیک ها در کانال مرکزی باقی می مانند و آب تمیز از شاخه های جانبی خارج می شود.

پروفسور یوشیتاکه آکیاما از دپارتمان مهندسی مکانیک و رباتیک دانشگاه شینشو توضیح داد: دستگاه میکروسیال پیشنهادی ما، که بر اساس یک قیاس هیدرولیک-الکتریک طراحی شده است. این دستگاه دارای سه میکروکانال با عرض 1.5 میلی متر است که از طریق چهار اتصال زنجیره ای به عرض 0.7 میلی متر به هم متصل می شوند.

به عبارت دیگر، امواج اولتراسونیک از میان آب عبور می کنند و میکرو پلاستیک ها را  به مرکز یک جریان سیال جایی که می توان آنها را جمع آوری کرد یا فیلتر کرد می برند. در ادامه آب بدون میکروپلاسیک ها به شاخه های خارج از مسیر مرکزی اصلی دستگاه هدایت می شوند. به طور سنتی، MPs توسط فیلترهای مش جمع‌آوری می‌شوند، که می‌توانند به راحتی مسدود شوند و میزان جمع‌آوری آنها با اندازه مش محدود می‌شود.

این دستگاه در عوض از فناوری میکروسیال استفاده می کند، علمی نوظهور که رفتار آب را با جریان آن در کانال هایی در سطح میکرو دستکاری می کند.

هنگام انجام آزمایش‌های جداگانه روی میکرو پلاستیک های گروه‌بندی‌شده، میزان جمع‌آوری برای آنهایی که اندازه‌های 10 میکرومتر، 15 میکرومتر، 25 میکرومتر، 50 میکرومتر و 200 میکرومتر داشتند، بیش از 90 درصد بود. آزمایشات بیشتر با ادغام کردن اندازه ذرات (25-200 میکرومتر و 10-25 میکرومتر) نرخ جمع آوری را حدود 80٪ نشان داد.

این اولین مدل فیلتر صوتی نیست که دانشمندان توسعه داده‌اند، زیرا قبلاً دستگاهی ساخته شده و روی فاضلاب ماشین های لباس‌شویی آزمایش شده است. این تیم بر این باور است که پیشرفتی که انجام داده اند، نشان می‌دهد که این دستگاه کاربردهای گسترده‌تری دارد، مانند فیلتر کردن فاضلاب تولیدی در مقیاس صنعتی قبل از ارسال به خطوط انتقال فاضلاب.

آکیاما می‌گوید: این دستگاه میکروسیال پیشنهادی ما که بر اساس فوکوس صوتی کار می کند، می‌تواند به طور مؤثر، سریع و مداوم میکروپلاستیک های  10 تا 200 میکرومتر را بدون نیاز به چرخش مجدد پس از فیلتر کردن میکروپلاستیک های بزرگتر از طریق شبکه جمع‌آوری کرد.

در حالی که مشکلاتی در دستگاه وجود داشت، مانند کاهش سرعت برخی از میکروپلاستیک ها و مسدود شدن دیواره‌های میکروکانال، محققان معتقدند تغییرات در فرآیند پیش فیلتراسیون و فوکوس دو بعدی می‌تواند این مشکل را برطرف کند.