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Bionik: Suspensionsfresser als Vorbild für ein Filtersystem von Mikroplastikpartikeln aus Waschmaschinen

Korallen, Filtrierer - Quelle: werner22brigitte / Pixabay

Mikroplastik sind Kunststoffpartikel mit eine Größe unterhalb von fünf Millimetern. Ein Großteil der Mikropartikel stammt aus Kleidungsstücken und Textilien, die beim Reinigen in der Waschmaschine ausgewaschen werden. Die Menge der Mikropartikel, die auf diesem Wege allein in Deutschland in die Umwelt gelangt, wird auf 250 Tonnen pro Jahr geschätzt. Kläranlagen können Mikroplastik nur bedingt ausfiltern; ein Großteil gelang über die Flüsse in die Weltmeere. Dort wird das Mikroplastik von Meereslebewesen gefressen, zieht Umweltgifte an und reichert sich somit auch zunehmend in der Nahrungskette an.

Mikroplastik-Kreislauf - Quelle: eskp.de [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)], via Wikimedia Commons

Suspensionsfresser
Suspensionsfresser sind im Meer lebende, meist am Meeresboden festsitzende Organismen, die sich von im Meerwasser schwebenden Partikeln ernähren. Man unterscheidet Tentakelfänger, Strudler und Filtrierer. Filtrierer sind beispielsweise Schwämme, Korallen, Seelilien, Muscheln, Röhrenwürmer aber auch freilebende Organismen wie Bartenwale, die das Meerwasser beim Schimmen filtrieren und sich von Krill (Plankton) ernähren. Auch Flamingos und einge Entenarten filtrieren das Wasser mit ihrem Seihschnabel (seihen bedeutet sieben, aussieben).

Die Natur hat durch zahreiche Mechanismen zum Filtrieren von Meerwasser hervorgebracht. So gibt es aktive Supsensionsfresser, die eine Wasserstrom durch aktives Schwimmen erzeugen und passive Suspensionsfresser, welche die Strömung nutzen, um Nahrungspartikel aus dem Wasser zu filtrieren. Die Entwicklung von analogen Merkmalen bei unterschiedlichen Arten wird als konvergente Evolution bezeichnet. Die Natur liefert damit verschiedene Lösungsansetze für ein Problem bzw. eine Aufgabe.

Idee für einen Waschmaschinenfilter
Leandra Harmann untersuchte in ihrer Masterarbeit "A Biomimetic Approach for Separating Microplastics from Water" 24 Organismen und bewertete ihr Potential für den Einsatz als Filtertechnik in Waschmaschinen. So könnten synthetische Fasern aus Fleece-Kleidungstücken theoretisch durch ein Netz aus Seide, wie es die Köcherfliegenlarve einsetzt, aus dem Abwasser herausgefiltert werden. Die junge Forscherin wurde mit dem Alfred-Kärcher-Förderpreis ausgezeichnet und forscht nun am Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT weiter an dem Thema.

Quellen:

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