Lässt sich bald Mikroplastik mit schwimmenden Drohnen einfangen?
Innovative schwimmende Drohnen mit hydrophilen Zahnstrukturen fangen Mikroplastik mit Hilfe der Oberflächenspannung aus Gewässern ein. Auch ein Einsatz in der häuslichen Wasserfilteranlage soll möglich sein.
Immer mehr Mikroplastik schwimmt in unseren Gewässern, innovative Drohnen sollen dabei helfen, dieses zu entfernen.
Foto: Panthermedia / plp609
Mikroplastik verschmutzt unsere Gewässer und stellt ein gravierendes ökologisches sowie gesundheitliches Problem dar. Eine innovative Technologie des Korea Institute of Science and Technology (KIST) nutzt schwimmende Drohnen mit hydrophilen Zahnstrukturen, um Mikroplastik effizient zu entfernen. Die Technologie soll besser funktionieren als herkömmliche Filtersysteme und kann Mikroplastik aus Flüssen, Seen und Ozeanen fischen. Es besteht sogar die Möglichkeit, die Drohnen in Wasseraufbereitungsfiltern einzusetzen.
Mikroplastik ein globales Problem
In den letzten Jahren hat Mikroplastik zunehmend für Besorgnis gesorgt. Die winzigen Partikel, kleiner als fünf Millimeter, wurden nicht nur in Flüssen, Seen und Ozeanen, sondern auch in Trinkwasser nachgewiesen. Sie bedrohen Ökosysteme und die menschliche Gesundheit gleichermaßen.
Mikroplastik entsteht entweder direkt (primäres Mikroplastik) oder durch den Zerfall größerer Kunststoffteile (sekundäres Mikroplastik). Hauptquellen sind Reifenabrieb, Kleidung aus Kunstfasern und Kunststoffabfälle. Jährlich gelangen mehr als 11 Millionen Tonnen Plastikmüll in die Meere. Dort bilden sich große Müllstrudel, die mit der Zeit Mikroplastik freisetzen.
Herausforderungen traditioneller Filtersysteme
Herkömmliche Filtersysteme, wie sie in der Wasseraufbereitung eingesetzt werden, stoßen bei der Entfernung von Mikroplastik an ihre Grenzen. Die feinen Filter, die benötigt werden, neigen zu Verstopfungen und reduzieren die Effizienz drastisch. In offenen Gewässern, wo die Verschmutzung durch Mikroplastik besonders gravierend ist, sind solche Systeme zudem kaum praktikabel.
Mikroplastik schädigt Ökosysteme und beeinträchtigt die Gesundheit von Mensch und Tier. Gelangen diese Partikel in die Nahrungskette, können sie toxische Substanzen freisetzen. Die Entwicklung effektiver Technologien zur Entfernung von Mikroplastik ist daher entscheidend, um die Belastung unserer Gewässer langfristig zu reduzieren.
Auf der Abbildung ist zu sehen, wie Mikroplastik (MP) aus dem Wasser entfernt wird.
Foto: Korea Institute of Science and Technology
Schwimmende Drohnen mit hydrophiler Technologie als Lösung?
Dr. Seong Jin Kim und Dr. Myoung-Woon Moon vom KIST haben eine Lösung gegen zunehmende Verschmutzung von Gewässern mit Mikroplastik entwickelt: Schwimmende Drohnen mit hydrophilen Zahnstrukturen. Diese Technologie macht sich die Oberflächenspannung des Wassers zunutze, um Mikroplastik effizient abzufangen.
Das Kernstück dieser Lösung ist die sogenannte hydrophile Ratschenstruktur. Diese Struktur schafft durch ihre wasserfreundlichen Eigenschaften eine Wasserbrücke zwischen den Zähnen der Drohne. Die erhöhte Oberflächenspannung führt dazu, dass Mikroplastikpartikel unterschiedlicher Größe an den Zähnen haften bleiben.
Hohe Effizienz und flexibler Einsatz
Die Technologie erfasst Mikroplastikpartikel von einer Größe von nur einem Mikrometer bis zu vier Millimetern. Sie überwindet damit die Größen- und Formvariabilität, die herkömmliche Filtersysteme vor Probleme stellt. Tests zeigen eine Rückgewinnungseffizienz von über 80 % bei unterschiedlichen Kunststoffarten wie expandiertem Polystyrol, Polypropylen und Polyethylen.
Die Drohnen können autonom navigieren und große Wasserflächen reinigen, ähnlich wie ein Roboter-Staubsauger in einem Haushalt. Dies macht sie zu einer flexiblen Lösung für die Echtzeitentfernung von Mikroplastik in Ozeanen, Seen und Flüssen.
„Diese Technologie kann nicht nur auf schwimmende Drohnen, sondern auch auf stationäre Systeme wie Wasseraufbereitungsfilter in Aquakulturfarmen angewendet werden“, erklärt Dr. Moon. „Sie kann auch zu einem Wasseraufbereitungsfilter für den Haushalt ausgebaut werden, den Einzelpersonen in ihrem täglichen Leben verwenden können.“
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