Wynaleźli urządzenie do filtrowania plastiku z wody. Wygrali 200 tys. zł i mają po 17 lat

Mikroskopijne cząsteczki plastiku pojawiają się w najgłębszych częściach oceanu, na szczycie Mount Everestu, jednym słowem we wszystkim — od kurzu w domu po żywność i wodę.

Według niektórych szacunków każdy z nas wdycha i połyka plastik wielkości karty kredytowej tygodniowo. Następnie może on trafić do naszych płuc, krwi, mleka matki, a nawet jąder.

Czytaj też: "To jakby raz w tygodniu zjeść kartę kredytową". Mikroplastik mamy we krwi, w sercu i w jądrach

Pozostała część artykułu pod materiałem wideo

Victoria Ou i Justin Huang, oboje w wieku 17 lat, mają nadzieję zapobiec temu pewnego dnia dzięki swojemu wielokrotnie nagradzanemu urządzeniu, które usuwa mikroplastik z wody za pomocą fal dźwiękowych o wysokiej częstotliwości. Ich urządzenie jest pierwszym, które z powodzeniem wykorzystuje tę metodę.

Ou i Huang zaprezentowali swoją pracę na zeszłotygodniowych targach Regeneron International Science and Engineering Fair (ISEF) w Los Angeles, gdzie najlepsi zawodnicy zjazdów naukowych na całym świecie zebrali się, aby podzielić się swoimi projektami i rywalizować o nagrody w wysokości 9 mln dol.

Duet z Teksasu zajął pierwsze miejsce w sponsorowanej przez Google kategorii nauk o Ziemi i środowisku, a także otrzymał nagrodę w wysokości 50 tys. dol. od Gordon E. Moore Award for Positive Outcomes for Future Generations (nagroda Gordona E. Moore'a za pozytywne rozwiązania dla przyszłych pokoleń).

Chociaż technika ultradźwiękowa jest na bardzo wczesnym etapie rozwoju, licealiści mają nadzieję, że pewnego dnia będzie ona w stanie odfiltrować plastik z wody pitnej oraz z odpadów przemysłowych i ścieków, których ludzie pozbywają się do środowiska.

— To pierwszy rok naszej pracy — powiedział Huang portalowi Business Insider po odebraniu nagrody. — Gdybyśmy mogli udoskonalić ten system — może użyć bardziej profesjonalnego sprzętu, udać się do laboratorium, zamiast testować z domu, moglibyśmy naprawdę ulepszyć nasze urządzenie i przygotować je do produkcji na dużą skalę — mówi zwycięzca.

Chociaż nie jest jasne, w jaki sposób mikrodrobiny plastiku wpływają na ludzkie zdrowie, wiele powszechnych chemikaliów w plastiku zostało powiązanych ze zwiększonym ryzykiem zachorowania na raka, problemami z płodnością i rozwojem oraz zaburzeniami hormonalnymi. Wciąż jesteśmy daleko od pozbycia się mikrodrobin plastiku.

Czytaj też: Chiny zrezygnowały z przyjmowania plastikowych śmieci z USA. Teraz Amerykanie w nich toną

Wyzwanie związane z filtrowaniem mikrodrobin plastiku

Jesienią ubiegłego roku, podczas burzy mózgów na temat swojego projektu ISEF, Ou i Huang odwiedzili stację uzdatniania wody. Chcieli dowiedzieć się, czy tego typu obiekt ma już narzędzia, które mogłyby usuwać mikrodrobiny plastiku ze ścieków.

Odpowiedź brzmiała: "nie". Rządowa agencja ochrony środowiska (EPA) nie reguluje mikrodrobin plastiku i nie usuwa ich ze ścieków.

— Od tego momentu wiedzieliśmy, że musimy skupić się na tej kwestii — wyjaśnia Huang w wywiadzie dla BI.

Nawet gdyby amerykańska agencja ochrony środowiska zaczęła regulować szkodliwe cząsteczki plastiku jutro, istniejące metody usuwania są wadliwe, powiedział Huang.

Jednym z rozwiązań jest stosowanie chemicznych koagulantów, takich jak wodorotlenek glinu, które po dodaniu do wody zlepiają mikroplastiki w większe, łatwiejsze do odfiltrowania kawałki. Jednak koagulanty chemiczne mogą również zanieczyszczać środowisko i zakłócać pH oczyszczonej wody. Ponadto są drogie.

Dostępne są również filtry fizyczne, ale łatwo się zatykają. Z kolei rozwiązania biologiczne, takie jak wykorzystanie enzymów do rozkładania tworzyw sztucznych, nie są wystarczająco skuteczne, aby rozwiązać ten problem na dużą skalę.

— Chcieliśmy znaleźć rozwiązanie tego problemu, ponieważ obecne metody nie są tak naprawdę skuteczne — wyjaśnia Huang.

Tak więc Ou i Huang, którzy są przyjaciółmi od czasów szkoły podstawowej i wspólnie interesują się środowiskiem, postanowili wynaleźć własne, przyjazne dla otoczenia, niedrogie i wydajne rozwiązanie.

Jak to działa?

Urządzenie Huanga i Ou jest niezwykle małe, mniej więcej wielkości długopisu. Jest to zasadniczo długa rurka z dwoma stacjami przetworników elektrycznych, które wykorzystują ultradźwięki do działania jako dwustopniowy filtr.

Gdy woda przepływa przez urządzenie, fale ultradźwiękowe wytwarzają ciśnienie, które wypycha mikroplastiki do tyłu, jednocześnie umożliwiając wodzie dalszy przepływ. Na drugi koniec trafia więc czysta, wolna od mikroplastików woda.

Dwójka nastolatków przetestowała swoje urządzenie na trzech popularnych rodzajach mikrodrobin plastiku: poliuretanie, polistyrenie i polietylenie. Zgodnie z komunikatem prasowym, w jednym przejściu urządzenie może usunąć od 84 do 94 proc. mikrodrobin plastiku z wody.

Ou i Huang uważają, że ich technologia może być stosowana w oczyszczalniach ścieków, przemysłowych zakładach włókienniczych, oczyszczalniach kanalizacji i wiejskich źródłach wody. Na mniejszą skalę mogłaby ona filtrować mikrodrobiny plastiku w pralkach, a nawet akwariach z rybami.

Ale najpierw trzeba wykonać więcej pracy. — Myślę, że aby osiągnąć ten etap, potrzebujemy znacznie większego procesu przetwarzania — mówi Ou. — To całkiem nowe podejście. Znaleźliśmy tylko jedno badanie, w którym próbowano wykorzystać ultradźwięki do badania przepływu cząstek w wodzie, ale nie udało się ich jeszcze całkowicie odfiltrować.

Huang zgadza się. — Mam nadzieję, że będziemy w stanie skalować to rozwiązanie, ale najpierw musimy je dopracować, ponieważ ta technologia jest wciąż w powijakach — powiedział.

Nagroda w wysokości 50 tys. dol. może im w tym pomóc. W międzyczasie jednak cieszą się chwilą.

— Byliśmy po prostu szczęśliwi, że mogliśmy pojechać na targi ISEF. Początkowo nie spodziewaliśmy się zbyt wiele, ale zdobycie pierwszego miejsca i głównej nagrody to znacznie więcej, niż kiedykolwiek oczekiwaliśmy — mówi Ou.

— To coś, o czym marzyłem przez całe życie, więc wciąż się szczypię, próbując zrozumieć, czy to prawda, czy nie — dodaje Huang.

Powyższy tekst jest tłumaczeniem z amerykańskiego wydania Insidera, przygotowanym w całości przez tamtejszą redakcję.

Tłumaczenie: Dorota Salus