Innovatives Konzept der Shinshu-Universität konzentriert gefährliche Verunreinigungen mit Schall
Forscher der Shinshu-Universität reichern mittels akustischem Sieb in Wasser schwimmendes Mikroplastik um den Faktor 105 an, sodass es sich ohne großen Energieaufwand einsammeln und vernichten oder verwerten lässt. Das Gerät verfügt über drei gläserne Röhren mit einem Durchmesser von jeweils 1,5 Millimetern, die an vier Stellen durch ebenso dünne Röhrchen miteinander verbunden sind.
Effektivität bei 80 Prozent
Die gesamte Anordnung ist auf einem piezoelektrischen Element platziert, das von einer hochfrequenten Spannung (500 Kilohertz) angeregt wird. Es schwingt mit ebendieser Frequenz und überträgt den Ultraschall an der Grenze zum Hyperschall auf das mikroplastikverseuchte Wasser, das durch die Röhrchen fließt. An jeder Querverbindung drückt der Schall Mikropartikel in das mittlere Röhrchen. Das gereinigte Wasser kann aus den äußeren Röhrchen entnommen werden.
In Tests lag die Sammelrate bei sortierten Mikroplastikpartikeln in einer Größe von zehn bis 200 Mikrometern bei über 90 Prozent. Bei Partikeln unterschiedlicher Durchmesser in der gleichen Größenordnung, wie sie in Abwässern etwa aus Haushalten vorkommen, lag die Rate bei rund 80 Prozent. Partikel, die größer sind als 200 Mikrometer, müssten zuvor allerdings in konventionellen Filtern eingefangen werden, sagt Entwickler Yoshitake Akiyama.
Filter sind eher ungeeignet
„Das Gerät kann in Haushalten zur Klärung der Abwässer, Fabriken und anderen Quellen, die Mikroplastik produzieren, installiert werden, um die Umwelt zu entlasten. Mikroplastik ist eine immer größer werdende ökologische und gesundheitliche Bedrohung. Wissenschaftler beginnen gerade erst zu verstehen, welche Bedrohung von diesen winzigen Partikeln auf Organismen ausgeht, die im Meer leben, aber auch auf Menschen, auf deren Speiseplan Fische und anderes Meeresgetier steht», so Akiyama.
Laut einer Untersuchung aus dem Jahr 2019 nehmen manche Menschen jede Woche etwa fünf Gramm Mikroplastik zu sich. Das entspricht dem Gewicht einer Kreditkarte. Die Herausforderung bestand darin, Methoden zu finden, um Mikroplastik erfolgreich aus Wasser zu entfernen – keine leichte Aufgabe, weil diese Plastikteile zwischen einem und fünf Millimeter groß sind. Mit klassischen Filtern stößt man schnell an Grenzen, weil sie binnen kürzester Zeit verstopfen.
Quelle: Matsumoto pte023 www.shinshu-u.ac.jp/english
