این فیلتر قابل تنظیم که با چاپ سه‌بعدی ساخته شده است، می‌تواند راهکاری مقرون‌به‌صرفه برای حذف میکروپلاستیک‌ها از آب باشد و از مجموعه‌ای دیسک‌های فیلتر با طراحی ویژه تشکیل شده است.  ساختار ساده این فیلتر می‌تواند امکان استفاده از آن را در کاربردهای مختلف، از سامانه‌های تصفیه آب خانگی تا تاسیسات تصفیه صنعتی فراهم کند.

میکروپلاستیک‌ها، قطعات پلاستیکی کوچک‌تر از پنج میلی‌متر هستند که می‌توانند بر اثر تجزیه قطعات بزرگ‌تر پلاستیکی یا رها شدن ذرات ریز از محصولات در جریان استفاده روزمره ایجاد شوند. این ذرات در آب آشامیدنی و نمونه‌های زیستی انسان یافت شده‌اند.

دانشمندان همچنان پیامدهای سطوح مختلف مواجهه با میکروپلاستیک‌ها برای سلامت انسان را بررسی می‌کنند و به همین دلیل، یافتن راه‌هایی برای کاهش آلودگی با این ذرات اهمیت دارد.

گروه پژوهشی دانشگاه واترلو به سرپرستی تیزاتزو مکونن، استاد مهندسی شیمی، این فیلتر را با استفاده از پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر ساختند. در این طراحی، به جای استفاده از مانع ضخیم، آب از میان چند دیسک روی هم قرارگرفته عبور می‌کند و در نتیجه، فرصت‌های بیشتری برای به دام افتادن ذرات پلاستیکی ایجاد می‌شود.

پژوهشگران ستون‌هایی حاوی هشت تا ۲۰ دیسک را آزمایش کردند. این سامانه با استفاده از ۲۰ دیسک، در شرایط مورد بررسی توانست ۹۰ درصد میکروپلاستیک‌ها را حذف کند. ساخت این دیسک‌ها در سه مرحله انجام شد. ابتدا مهندسان شکل آنها را به‌گونه‌ای طراحی کردند که تماس آب در حال جریان با ماده فیلتر افزایش یابد، سپس هنگام چاپ، پلیمر محلول در آب به ساختار دیسک‌ها اضافه شد.

پس از چاپ، این ماده شسته شد و منافذ بسیار ریزی در دیسک‌ها ماند. این منافذ به فیلتر کمک می‌کنند ذرات را هنگام عبور آب به دام بیندازد. در مرحله پایانی نیز چسب حساس به فشار روی دیسک‌ها اعمال شد تا میزان جذب ذرات افزایش یابد، بدون اینکه منافذ مسدود شوند. ترکیب ساختار متخلخل و چسب به ماندن میکروپلاستیک‌ها درون فیلتر کمک کرد.

این دستگاه در حذف ذرات نسبتا بزرگ میکروپلاستیکی عملکرد مطلوبی داشت و توانست تقریبا همه این ذرات را به دام بیندازد، با این حال، حذف ذرات کوچک‌تر از ۱۰ میکرومتر دشوارتر بود. هر میکرومتر یک‌هزارم میلی‌متر است.  بهبود توانایی فیلتر برای به دام انداختن ذرات کوچک‌تر، چالش بعدی گروه پژوهشی است.

یکی از منابع آلودگی میکروپلاستیکی، شست‌وشوی لباس‌هاست. بسیاری از لباس‌ها از پلی‌استر، نوعی ماده پلاستیکی، ساخته شده‌اند که می‌تواند هنگام شست‌وشو و خشک‌کردن، الیاف ریز آزاد کند.

شست‌وشوی لباس‌ها می‌تواند این الیاف را وارد سامانه‌های فاضلاب کند. پرز خشک‌کن لباس نیز در صورت استفاده از لباس‌های حاوی مواد مصنوعی می‌تواند شامل الیاف پلاستیکی باشد هرچند الیاف پنبه و سایر پارچه‌های طبیعی، میکروپلاستیک محسوب نمی‌شوند.

مکونن معتقد است که این فیلتر جدید در نهایت می‌تواند در سامانه‌های آب آشامیدنی و تاسیسات بزرگ‌تر تصفیه آب مورد استفاده قرار گیرد، با این حال، نتایج فعلی فقط ظرفیت این طراحی را نشان می‌دهد و عملکرد آن را در همه شرایط اثبات نمی‌کند. اثربخشی فیلتر باید در شرایطی که قرار است در آن مورد استفاده قرار گیرد، ارزیابی شود.

سایت نوریج گزارش کرد، پژوهشگران با ترکیب مواد ارزان‌قیمت و قابلیت چاپ و تنظیم طراحی، رویکردی امیدوارکننده برای مقابله با ذرات پلاستیکی موجود در آب ارائه کرده‌اند.

نتایج این پژوهش در نشریه Separation and Purification Technology منتشر شده است.

انتهای پیام