Saken er produsert og finansiert av Universitetet i Oslo - Les mer
– Den lille silisiumbrikken har mange anvendelsesområder i tillegg til rensing av drikkevann, som for eksempel filtrering av alger og mikroplastkuler, sier Endre Joachim Mossige.

Dette filteret kan fjerne mikroplast fra vann

Men det skyldes ikke at porene er veldig små. Istedenfor er det måten vannet strømmer gjennom på som gjør at de mikroskopiske partiklene ikke slipper gjennom.

30.11 2017 05:00

Se for deg at du skal rense vann med et filter. I et klassisk filter vil alle partikler som er større enn porene bli liggende i filteret, mens de som er mindre renner gjennom.

Igjen i filteret ligger en blanding av partikler i mange forskjellige størrelser. Og er vannet skittent, eller porene for små, blir filteret fort tett.

Men en ny måte å filtrere vann på gjør det mulig å skille ut partikler som er mindre enn åpningene i filteret – fordi teknologien utnytter væskestrømmens egenskaper.

– Den lille silisiumbrikken har mange anvendelsesområder i tillegg til rensing av drikkevann, som for eksempel filtrering av alger og mikroplastkuler, forteller Endre Joachim Mossige ved universitetet i Oslo (UiO).

Han har forsket på hvordan den norske filterteknologien kan brukes til å skille ut partikler i forskjellig størrelse fra væsker, som vann.

Inspirert av oldtidsdyr

Separasjonen av partikler foregår i kanaler som er mindre enn en tidels millimeter dype. I disse kanalene er det plassert bitte små filterenheter med en helt spesiell form, som minner om oldtidsdyrene trilobitter.

Teknologien er ikke bare laget for å rense vann og kaste det som blir igjen, men også for å bruke de partiklene som filteret fanger opp.

Under doktorgraden sin ved UiO har Mossige påvist at det går an skille ulike partikler fra hverandre med dette filteret ved å styre vannstrømmen. Små partikler følger nemlig vannstrømmen bedre enn de store, forklarer forskeren.

– Denne effekten blir forsterket når væskemengden øker.

Han sammenligner det som skjer, når vannet strømmer gjennom filteret, med sentrifugalkraften.

– Tenk bare på hvordan en liten og lett bil klarer en krapp sving på vinterføre mye bedre enn en stor og tung bil, som sklir av veien. Ved å bruke dette prinsippet kan vi skille harde plastkuler fra hverandre på grunnlag av størrelse.

På denne måten kan filteret brukes til å skille ut mikroplast.

Mikroalger og blodceller

Men det er ikke bare harde partikler som kan skilles fra hverandre med denne filtreringsteknologien.

Mossige har også brukt filteret til å skille myke, levende algeceller fra hverandre. Filteret kan derfor brukes til å høste mikroalger.

Å høste mikroalger kan bli lønnsomt, mener forskeren, blant annet fordi de kan brukes til å fremstille biodrivstoff.

Resultatene av forsøkene til Mossige viser også at det går an å bruke teknologien til å skille partikler fra hverandre ut fra andre kriterier enn størrelse. Disse kriteriene kan for eksempel være hvor myke eller stive partiklene er – eller hvor stor tetthet de har.

Dette åpner for at filteret kan brukes innen medisin. Å skille ut syke blodceller fra blodet kan nemlig være en behandlingsform. Mossige ser for seg at malariainfiserte blodceller kan filtreres fra friske blodceller fordi de har en annen stivhet.

Brukte laser for å måle strømninger

For å studere og måle strømningene gjennom filteret eksperimenterte Mossige med kombinasjoner av ulike fotograferingsteknikker, blant annet med laser, for å oppnå tilstrekkelig nøyaktighet.

I konvensjonell filtrering er det porestørrelsen som avgjør hvilke partikler som blir igjen i filteret og hvilke som går gjennom. Ifølge Mossige, skiller den nye filtreringsteknologien seg ut ved at det kan brukes til flere forskjellige ting, som å:

  1. separere partikler fra hverandre basert på størrelse.
  2. fremstille et konsentrat av partikler som er over en viss størrelse.
  3. få en væske som inneholder få eller ingen partikler. Dette kan for eksempel brukes til drikkevann, ballastvann eller i fiskeoppdrett.

 Filteret blir heller ikke tett, som klassiske filtre.

Kostbar silisiumbrikke

Å skille partikler fra hverandre ved hjelp av væskestrømmer, kalles hydrodynamisk separasjon. Det kan bli lønnsomt i fremtidig kommersiell produksjon, mener Mossige.

– Når man i stedet bruker væskestrømmen til å bestemme hvilke partikler som filtreres ut fra partiklenes størrelse, har det flere fordeler. Siden kostnaden forbundet med å lage små porer er høy, vil hydrodynamisk separasjon kunne gi billigere filtre på sikt. Dette fordi nedre filtreringsgrense ikke lenger er gitt av porestørrelsen.

Men det er fortsatt en vei igjen å gå før filterteknologien kan kommersialiseres.

Først må filteret kunne håndtere større væskemengder. Den største utfordringen handler derfor om kostnader. Filteret er nemlig bygget inn i en bitte liten – og kostbar – silisiumbrikke. For å filtrere i stor skala trengs mange slike brikker.

Referanser

Endre Joachim Mossige: Continuous Hydrodynamic Separation and Concentration of Particles according to Size by use of the Trilobite Technology, doktorgrad ved UiO 2017, Sammendrag.

Artikkelen ble oppdatert 30.11.17 kl. 12:12. 

Annonse

forskning.no ønsker en åpen og saklig debatt. Vi forbeholder oss retten til å fjerne innlegg. Du må bruke ditt fulle navn. Vis regler

Regler for leserkommentarer på forskning.no:

  1. Diskuter sak, ikke person. Det er ikke tillatt å trakassere navngitte personer eller andre debattanter.
  2. Rasistiske og andre diskriminerende innlegg vil bli fjernet.
  3. Vi anbefaler at du skriver kort.
  4. forskning.no har redaktøraransvar for alt som publiseres, men den enkelte kommentator er også personlig ansvarlig for innholdet i innlegget.
  5. Publisering av opphavsrettsbeskyttet materiale er ikke tillatt. Du kan sitere korte utdrag av andre tekster eller artikler, men husk kildehenvisning.
  6. Alle innlegg blir kontrollert etter at de er lagt inn.
  7. Du kan selv melde inn innlegg som du mener er upassende.
  8. Du må bruke fullt navn. Anonyme innlegg vil bli slettet.

Fluidmekanikk

Fluidmekanikk er en samlebetegnelse for fluiddynamikk, det vil si væsker og gasser i bevegelse, og fluidstatikk, det vil si væsker og gasser i ro.

Annonse

Annonse