Forskere etser ut mønsteret for trilobitten i en silisiumskive. De må lage en struktur der spaltene skal være veldig små – samtidig som de står i kanaler som er flere millimeter store. (Foto: Trilobite Microsystem)
Forskere etser ut mønsteret for trilobitten i en silisiumskive. De må lage en struktur der spaltene skal være veldig små – samtidig som de står i kanaler som er flere millimeter store. (Foto: Trilobite Microsystem)

Oppfinner ble inspirert av utdødd oldtidsdyr

Norske forskere har utviklet en liten dings med silisiumstrukturer som ligner oldtidsdyrene trilobitter. Den skal kunne separere ut celler i blod og ørsmå partikler i avløps- og brakkvann.

Published

Separasjonen skjer ved hjelp av hydrodynamikk. Vann, blod og andre typer væske vil strømme rundt «trilobitten». Den er ellipseformet og har bitte små filterspalter som separerer ut fast stoff.

Målet er å kunne skille partikler fra to mikrometer og oppover. En mikrometer er en tusendels millimeter. Forskere fra Sintef lager strukturen i «trilobitten».

Trilobitter er en utdødd leddyrklasse som levde i havet i oldtiden. Mange trilobitter hadde pigger, enten ut til siden som forlengelser av leddene eller som utvekster oppover fra midten av kroppen.

Trilobitter på World Museum i Liverpool, England. (Foto: Rept0n1x, Creative Commons BY-SA 3.0)
Trilobitter på World Museum i Liverpool, England. (Foto: Rept0n1x, Creative Commons BY-SA 3.0)

Plattformteknologi med fordeler

Eirik Bentzen Egeland er oppfinner og gründer av selskapet Trilobite Microsystem. Han forteller at fordelene med den nye enheten er at det kreves lite energi for å pumpe væske gjennom strukturen, og at den ikke tetter seg lik andre filtre. I tillegg er teknologien svært fleksibel og skalerbar.

– Filtreringen vår er en plattformteknologi som kan brukes til mye forskjellig, sier Egeland.

Strukturen i renseenheten må spesialtilpasses til hva som skal renses og til væskevolumet. For blod vil det være en fordel å skille ut de forskjellige bestanddelene i blodet og fjerne «støy», for enklere å stille en diagnose.

Hvite blodlegemer er for eksempel på 5 mikrometer. Skal man klare å rense ut partikler, virus og bakterier, trenger man en dimensjon mellom turbinbladene som er ned mot 1 mikrometer. Det er derfor en stor fordel at teknologien er skalerbar og skal kunne filtrere ut partikler i hele spekteret fra 1 til 100 mikrometer i væsker.

Egeland forteller at bedriften i dag har et foreløpig anlegg installert i Kristiansand.

– I en vaskehall for lastebiler behandler vi store vannmasser og renser ut alt av partikler over 50 mikrometer for så å resirkulere vannet, sier han.

Tøyer grenser

Figuren viser hvordan vannet strømmer rundt trilobitten, mens fast stoff blir skilt ut via de bittesmå spaltene. (Foto: (Illustrasjon: Sintef))
Figuren viser hvordan vannet strømmer rundt trilobitten, mens fast stoff blir skilt ut via de bittesmå spaltene. (Foto: (Illustrasjon: Sintef))

Ved Minalab i Oslo arbeider Sintef-forskere med nanostrukturering.

– Vi etser ut mønsteret for trilobitten i en silisiumskive og må sprenge grenser for å lage en struktur der selve spaltene skal være veldig små – samtidig som de står i kanaler som er flere millimeter store, forteller Michal Mielnik.

Forskerne benytter silisiumskiver som utgangspunkt for å fremstille komponentene og teknologi som stammer fra mikroelektronikk. Men i stedet for å lage ledningsbaner og transistorer, etser de ut bitte små kanaler og spalter med nanometermål.

Mielnik tror de skal klare å levere strukturer som kan rense ut partikler fra 2 mikrometer og oppover i løpet av ettervinteren.

– Dette byr på en todelt utfordring: Kan vi for det første få til de geometriene som Trilobite Microsystem ønsker, og vil geometrien dernest gjøre jobben som de ønsker? Det siste innebærer at bedriften må teste enhetene i etterkant for å se hvordan de virker.

Store mål

Eirik Egeland har planer om at den nye enheten skal kunne rense ballastvann fra skip der det meste går ut i havet i dag. Det endelige, langsiktige målet er imidlertid å rense drikkevann.

– Vår teknologi skiller seg ut ved at det vil være mindre vedlikehold, altså mindre kostnader, ved å rense drikkevann, og vannet vil være helt rent og sikkert å drikke. Men dette ligger langt frem i tid; per i dag er vi på industrielt vann, sier han.