Стиральные машины — один из источников микропластика. Одна машина в семье из четырёх человек может ежегодно выбрасывать до 500 граммов пластиковых волокон, возникающих из-за износа тканей. Эти частицы попадают в сточные воды, накапливаются в осадке очистных сооружений, а затем распространяются по сельскохозяйственным угодьям вместе с удобрениями.
Существующие решения сопряжены со множеством недостатков. По словам исследователей, одни фильтры быстро забиваются, другие не обеспечивают достаточную степень очистки. Поэтому команда решила обратиться к природным механизмам фильтрации, отточенным эволюцией.
В качестве модели учёные выбрали рыб, питающихся фильтрацией воды, например скумбрию, сардину и анчоусов. Эти виды плавают с открытым ртом, пропуская воду через сложную систему жаберных дуг. Эта система работает как фильтр в форме воронки — широкая у входа и постепенно сужающаяся к пищеводу. Стенки этой «воронки» образованы гребенчатыми жаберными дугами, покрытыми мелкими зубцами, которые создают тонкую сетку. Вода свободно проходит сквозь неё и выходит через жабры, а более крупные частицы пищи задерживаются. Воронкообразная форма не позволяет частицам застревать и забивать фильтр. Вместо этого они плавно смещаются по сужающимся стенкам к глотке, где накапливаются и в конечном итоге проглатываются рыбой.
Этот принцип позволил создать фильтр, который не засоряется. Волокна микропластика не ударяются о сетку напрямую, а «скатываются» вдоль неё к выходу, где собираются и регулярно удаляются. Исследователи подобрали оптимальный размер ячеек и угол воронки с помощью экспериментов и компьютерного моделирования.
Фильтр не содержит сложных механических элементов, что делает его потенциально недорогим в производстве. Собранный микропластик можно спрессовывать в гранулы и утилизировать вместе с обычным бытовым мусором — очистку потребуется проводить лишь раз в несколько десятков стирок.
Команда Боннского университета уже подала патентную заявку в Германии и ЕС и рассчитывает, что производители встроят технологию в будущие модели стиральных машин. Это может сократить распространение микропластика, который, как показывают исследования, уже обнаруживается в грудном молоке, плаценте и даже в тканях человеческого мозга.
