今朝的原型包含三个单位:一是容积约为一升的原水模块,用于装载含微塑料的待处理水;二是存储磁性油基铁磁流体的模块;三是体积更小的分别模块,是整套装配中物理过程最集中的部分。 在这一模块内,磁场将附着微塑料的铁磁流体从水中拉出,并实现铁磁流体的收受接收与再应用,从而构成一个闭环的磁分别过程。 在应用形态上,这套装配更接近家用清水壶,只是将传统的固体滤膜调换为铁磁流体分别阶段。

海勒表示,频繁改换滤膜的过程让她萌生了设计“无膜”过滤器的设法主意,欲望在有效净化的同时削减耗材和保护包袱。 她在2024年春天提出初步构思,并于同年夏天开端在自家车库和厨房投入密集实验。 到2025年1月,她完成了最初的概念验证装配——外不雅看上去不过是一个容器,但内部构造已经具备原型雏形。

该装配的核心是一种她称之为“扭转放大年夜小瓶”的构造,应用铁磁流体这一可反复应用的磁性油,与水流中的微塑料颗粒选择性结合。 当水流畅过时,铁磁流领会吸附微塑料,实现分别。 早期版本须要两步完成微塑料去除,但铁磁流体无法主动收受接收,仍然须要人工保护和弥补。 为降低保护量,她将工程重点转向构建一个可以“自干净”、可轮回应用磁性材料的闭环体系。

在随后的反复调试中,海勒须要在构造构造上解决两个关键问题:一是铁磁流体比水更黏稠,若何让其顺利进入上方的水室而不堵塞水流;二是若何让磁力分别与铁磁流体收受接收在同一套体系内协同进行,而不是互相掣肘。 经由大年夜约五轮设计迭代,她最终肯定了由三个模块构成的设备。

现年18岁的米娅·海勒(Mia Heller)就读于弗吉尼亚州凯特尔伦高中,同时在山景州长黉舍(Mountain Vista Governor's School)参加半天制的数理与科技课程。 她的科研灵感源自故乡弗吉尼亚州沃林顿的一则处所消息:检测发明本地饮用水中含有较高程度的全氟和多氟烷基物质(PFAS)以及微塑料,但官方明白表示不会供给公共资金用于加装过滤体系,居平易近须要自行承担清水设备的费用。 海勒的父母随后安装了高等过滤体系,却须要频繁改换滤膜,这一经历促使她思虑若何降低水处理的成本与保护门槛。

为了验证机能,海勒克己了一套浊度传感器,用于测量水体中悬浮颗粒的浓度,并以此量化铁磁流体和微塑料的含量,计算微塑料的去除率。 测试成果显示,该原型装配可去除饮用水中95.52%的微塑料,并收受接收87.15%的铁磁流体。 作为对比,传统饮用水处理厂对微塑料的去除效力平日约为70%至90%。 海勒认为,这一成果证实,有可能在不应用固体滤膜的前提下,构建出一种成本可控、放弃物较少的过滤体系。

这项创造已经在青少年科技比赛中获得承认。 海勒凭借该项目入围被视为全球范围最大年夜的高中生科学比赛——2025年里杰内隆国际科学与工程大年夜奖赛(Regeneron ISEF)决赛,并因其低成本、高效力的过滤设计,获得美国专利与商标协会揭橥的500美元特别奖。

在科研界,对她的测验测验也赐与了积极评价。美国新墨西哥大年夜学毒理学家马修·J·坎彭(Matthew J. Campen)经久研究复杂吸入性污染物混淆物及其对呼吸、心血管体系的影响,他认为这套体系是个“异常好的主意”,并指出她正在做“必须要做的工作”。 同时,他也提示,今朝仍存在一些技巧与情况层面的开放问题。

坎彭指出,关键在于确保微塑料被滤出后可以或许以一种安然的方法被收集并最终处理或烧毁,而不会在处理过程中留下新的污染物残留。 换言之,任何可行的解决筹划都必须避免“去掉落一种污染,又制造出另一种污染”的局面。 此外,技巧安排的范围和层级仍需评论辩论:这类体系毕竟更合适安排在家庭端、楼宇和社区管道中,照样应被整合进上游的市政清水厂流程?

这项研究正处在社会对微塑料问题日益存眷的背景之下。 美国环保署将微塑料定义为尺寸在1纳米至5毫米之间的颗粒,今朝这些碎片已广泛存在于生态体系和生物体内。 研究指出,自1990年以来,生物体摄入的微塑料量增长了约六倍。 由坎彭介入的新墨西哥大年夜学一项2025年研究发明,短短不到十年间,人类脑组织中的微塑料浓度大年夜约上升了50%。 固然这类裸露的健康影响仍在持续研究中,但多项最新研究已将微塑料摄入与癌症、呼吸和心血管疾病、激素混乱、阿尔茨海默病等多种非感染性疾病接洽关系起来。

尽管存在上述尚待解决的问题,从工程与公共卫生视角看,专家广泛将海勒的磁分别体系视为值得鼓励的偏向。 在她看来,当前最明白的应用处景仍然是在家庭端,经由过程相对低成本、易保护的设备,为通俗居平易近供给更高等级的饮用水防护。 在推敲贸易化之前,她欲望先由自力实验室对本身获得的机能数据进行第三方验证。 海勒表示,本身“异常欲望最终能将它推向市场”,并认为这是一个“异常有趣且值得测验测验”的目标。

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