Колонна из 20 дисков, напечатанных на 3D-принтере, удалила до 90% микропластика из воды

Инженеры Университета Ватерлоо разработали настраиваемую 3D-печатную фильтрационную колонну для удаления микропластика из воды. В испытаниях конструкция из 20 последовательно установленных дисков уловила до 90% частиц.

Фильтр изготовлен из PLA — биоразлагаемого полимера. Конструкция работает под действием силы тяжести: вода проходит через стопку напечатанных дисков, а геометрия каналов с шагом в 1 мм заставляет поток многократно контактировать с поверхностью фильтра. Исследователи называют такую компоновку tortuous geometry — извилистой геометрией потока.

Технология состоит из трёх этапов. Сначала авторы оптимизировали форму дисков для увеличения площади контакта с водой. Затем в PLA перед печатью добавили водорастворимый полимер: после вымывания он оставляет в материале поры нано- и микрометрового размера. На последнем этапе поверхность покрыли тонким слоем клея, чувствительного к давлению. Он помогает удерживать частицы, не перекрывая поры.

Количество дисков влияет на эффективность. В тестах использовалось от восьми до 20 фильтров, и наибольший результат — до 90% — был получен в колонне из 20 элементов. Относительно крупные частицы микропластика система задерживала почти полностью, но частицы менее 10 мкм оказались более сложной задачей. Повышение эффективности для этой фракции станет следующим этапом проекта.

Авторы рассматривают технологию как потенциальную основу для систем очистки питьевой воды и промышленных стоков. Однако пока речь идёт о лабораторном исследовании: стоимость готового устройства, ресурс фильтров, скорость обработки воды, условия обслуживания и эффективность при работе с реальной водопроводной или сточной водой для будущего продукта не раскрыты.

Результаты работы опубликованы в журнале Separation and Purification Technology. Исследование возглавил профессор химической инженерии Тизазу Меконнен, в проекте также участвовал магистрант Итан Кроуфорд.

Источник: Tech Xplore