清洁的水是生命的基础
如今,负责任的资源是社会中的一个重要问题 - 从当地的市政当局和公司到私人家庭。最有价值的原材料之一是水。这里的目的是尽可能减少消费,治疗和回收废水,避免污染。现在和未来的主要挑战之一是微薄的。差异与莱斯特拉·哈曼(Fraunhofer Envirity,Seautifult Technology Umsicht)关于仿生学的机遇以及洗衣机可以从Caddis-Fly Larvae学习的机会。
您对水和微塑料的兴趣来自哪里?
对我来说,这是一个在学校里真正享受生物学的经典案例。我父亲也制作自然纪录片,在家里引起了很多有趣的讨论。水也一直是我的元素——我从小就开始潜水和冲浪,我喜欢游泳。因此,在科隆学习生物学是我之前经历的必然结果。但在我的学习中,我觉得我错过了这门学科的实际好处。鉴定物种、了解它们之间的关系以及它们的功能以及进行基础研究是很有趣的。但我真正感兴趣的问题是,我们——以及社会——如何在此基础上再接再厉。所以我转向了仿生学,在那里我们也研究动物,但目的是找出我们可以从动物身上学到什么。在为我的硕士论文找题目时,我偶然发现了微塑料的问题。在2014年,这个话题并不像今天那么热门,但弗劳恩霍夫研究所为我提供了一个研究过滤解决方案的机会。我对仿生学和环境问题的结合特别着迷。
你所追求的方法是什么?
悬浮喂食器过滤漂浮的微粒,如藻类和磷虾的液体食物,也可以摄入微塑料。如果我们能从他们那里学到如何创造过滤机制,防止微塑料进入水中,我们将会收获很多。
在我的硕士论文中,我首先研究了哪些动物可以作为灵感。合适的候选者包括贻贝、海绵、鲸鱼、海参和火烈鸟。然后,我对这些物种进行了分类,选择了24种,并根据生物学和技术参数对它们进行了分类。各自的过滤机制是如何工作的,使用了哪些技术,我们可以使用什么?例如,鲸鲨口中有优化流动的结构,火烈鸟使用细毛,而海扇珊瑚则使用网眼大小和流动阻力。
你是如何把这个想法的实践?
在下一步中,我考虑过滤波器应该在洗衣机上更仔细地使用过滤器。德国每年估计为5,200吨,合成纺织纤维对微塑料排放有相当大的影响。现在的关键问题是:当前过滤机制如何工作,如何设计微型玻璃滤镜以及有多少空间?在一个案例研究中,我选择了Caddis-Fly Larva,它延伸了由石头之间的柔滑材料制成的网和粘在自来水之间。网捕获食物颗粒,然后可以吃它。初始计算表明,材料和结构将捕获纤维并承受洗衣机中的流动条件。但实施Caddis-Fly滤波器的过程目前仍然过于复杂。其他生物学模型更容易申请,这就是Fraunhofer专家目前正在努力的内容。
这个例子表明,值得更详细地研究生物过滤机制,并致力于在技术上实现它们。因此,从今年开始,我将与弗劳恩霍夫·乌姆希特合作,在科隆大学攻读仿生过滤概念博士学位。这项研究将有助于污水处理厂、工业过滤器和海洋清洁系统。我还积极参与微塑料的研究。我参加了Runden Tisch Meeresmüll(海洋废物圆桌会议),并应邀参加了讨论小组。很明显,迫切需要控制局势。
在你看来,我们掌握这个问题的机会有多大?除了你自己的方法,你还知道其他有希望的方法吗?
这不是一个容易判断的情况。关于微塑料仍有许多问题没有答案,目前尚不可能进行风险评估。然而,事实仍然是我们必须减少环境中的塑料含量。这是一个极其复杂的问题——塑料在世界各地都有供应,许多方面都参与其中——因此我们必须共同努力控制局势。消费者必须明白塑料是一种可回收的材料,并采取相应的行动。当局必须制定法律要求,限制某些材料和添加剂的使用。企业必须积极主动,使用高质量、耐用、最重要的是耐磨材料。科学界必须把重点放在研究生物塑料、回收利用的可能性和过滤机制等课题上。这让我们回到仿生学。在我看来,我们可以从大自然中学到很多东西——不仅仅是过滤器。