德国波恩大学的研讨团队近来发布了一种受鱼类鳃弓结构启示的新式洗衣机滤网，在试验中可从洗衣机废水中去除超越99%的塑料纤维，为遏止微塑料污染供给了一个极具远景的工程化计划。相关效果发表于期刊《npj Emerging Contaminants》，现在已在德国申请专利，并正推动欧盟范围内的专利布局。

  微塑料通常指尺度极小的塑料颗粒或纤维，被以为可能对人类及动物健康构成长时间危险。研讨指出，一个四口之家的单台洗衣机，每年就可能向环境开释多达约500克的微塑料，其间大部分来自纺织品在洗刷过程中的磨损与开裂。这些颗粒随废水进入污水处理厂，大都滞留在污泥中，而污泥又常常作为肥料施用于农田，导致塑料纤维终究分散到土壤和更广泛的生态体系中。

  针对这一问题，不少制作商已开端探究在洗衣机端口阻拦微塑料的技能途径，但现有滤网计划都会存在易阻塞、过滤功率缺乏或本钱比较高级缺陷。波恩大学有机生物学研讨所的莱安德拉·哈曼博士指出，现在市面上的一些设备要么很快被纤维堵死，需求频频维护，要么对细微塑料颗粒的去除率并不抱负，因而难以在大规模使用中发挥应有效果。

  为寻觅更优的工程计划，研讨团队转向天然界已有的“老练规划”。他们体系调查了各种生物的过滤结构，关心那些以滤食为生的鱼类，如鲭鱼、沙丁鱼和凤尾鱼等，这类鱼经过张口游动，将水流引进口腔并依托鳃弓体系高效截留浮游生物。课题担任研讨者之一亚历山大·布兰克介绍，他们对鱼类鳃弓在几亿年演化中构成的滤食结构可以进行了详细剖析，并以此为蓝本规划出适用于洗衣机废水净化处理的仿生滤网。

  在这些滤食性鱼类体内，鳃弓体系全体呈漏斗状：开口处坐落鱼嘴一端，向食道方向逐渐收窄。构成漏斗壁的是一系列鳃弓，这些弓状骨架上散布着相似梳齿的鳃耙，其外表覆盖着细微的“齿突”，一起构成一个接连的网状筛结构。当鱼摄食时，水流穿过这层可渗透的漏斗壁，经鳃排出体外，而体积更大的浮游生物颗粒则被网状结构截留在漏斗内部。

  因为漏斗形状及水流方向的规划，这些被截留的颗粒不会堵死筛面，而是沿着漏斗内壁翻滚，终究会聚到食道入口处，在鱼吞咽时被一次性“清空”，完成天然的自清洁。研讨团队指出，这种“横流过滤”式的作业机制兼具高过滤功率与不易阻塞两大优势，正是抱负微塑料滤网所需求的特性。因而，他们在仿生规划中要点复刻了这一漏斗几许形状和网孔结构，使纤维沿滤面翻滚而非正面抵触，然后明显减轻阻塞危险。

  在详细工程完成上，团队仿制了鱼类鳃弓体系的要害几许参数，并对筛网孔径以及漏斗开口视点进行了体系调理和组合优化。研讨人员经过试验与计算机模仿相结合的办法，寻觅出既能截留绝大大都微塑料纤维，又不会导致快速阻塞的一组参数组合。成果显现，在这一规划条件下，滤网对洗衣机废水中的微塑料去除率可超越99%，且整个结构无需杂乱机械部件，适于低本钱批量制作。

  新滤网被规划为可集成在洗衣机内部的独立组件，中部的滤芯部分担任模仿鱼鳃弓的漏斗与筛网体系，而外部外壳则便于定时整理和与整机管路对接。在运转过程中，被截留的塑料纤维会集合到滤网出口区域，并以较高频率被抽吸移除，以防再次堆积回流。研讨想象，后端可以终究靠机械紧缩等方法将这些湿纤维压制成含水量较低的塑料团块，用户只需在数十次洗衣后取出一次，将固体颗粒作为普通生活垃圾处理即可。

  现在，这项技能已在德国提交专利申请，并在欧盟层面推动更广泛的知识产权维护。除了波恩大学之外，弗劳恩霍夫环境、安全与能源技能研讨所（UMSICHT）也深度参加了该项目，相关转化作业由波恩大学搬运中心enaCom联合NRW高校网络的技能搬运服务组织PROvendis一起推动。研讨团队期望家电制作商可以在未来一代洗衣机中集成这类仿生滤网，从源头上大幅削减纺织品微塑料排放，为缓解环境微塑料担负供给直接而可行的工程途径。

  科学界近年来不断宣布警示，指出环境中的微塑料可能对人体导致十分严峻、并且很可能是长时间的健康要挟。相关剖析已在母乳、胎盘乃至大脑安排中发现微塑料颗粒的存在，引发大众对其潜在毒性及缓慢累积效应的广泛忧虑。在这一布景下，从源头削减微塑料排放被视为与下流管理相同要害的一环，而来自鱼类鳃弓的“仿生计划”正表现了天然创意在环境技能中的共同价值。

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