Das Wasser, das aus einer Haushaltswaschmaschine kommt, scheint auf den ersten Blick nicht gefährlich zu sein. Doch bei jedem Waschzyklus werden winzige Plastikfragmente aus synthetischen Kleidungsstücken freigesetzt. Diese Mikroplastikpartikel, die für das menschliche Auge unsichtbar sind, sammeln sich aus dem Wasser in Böden, Flüssen, Lebensmitteln und sogar im menschlichen Körper an.
Um dieses Problem zu lösen, hat ein Team der Universität Bonn einen Filter entwickelt, der diese Fasern abfangen kann, bevor sie in die Umwelt gelangen. Die Innovation, inspiriert von der Art und Weise, wie bestimmte Fische Wasser filtern, um sich zu ernähren, befindet sich bereits im Patentierungsprozess und hat eine Effizienz von über 99 % bei der Erfassung von Plastikfasern gezeigt.
Die Auswirkungen von Mikroplastik beim häuslichen Waschen
In einem Haushalt mit vier Personen kann das Waschen von Kleidung bis zu 500 Gramm Mikroplastik pro Jahr ins Wasser freisetzen. Der Großteil landet in Kläranlagen, haftet am Klärschlamm. Dieser Schlamm, der als Dünger wiederverwendet wird, verteilt die Fasern auf den Feldern. Von dort aus verteilen Wind, Regen und Insekten sie weiter, bringen sie zurück ins Wasser und in die Nahrungskette.
Bisher boten die verfügbaren Filter keine praktische Lösung: Einige verstopfen leicht, andere lassen zu viele Partikel durch. Keiner konnte Effizienz, Selbstreinigung und niedrige Kosten kombinieren, Bedingungen, die unerlässlich sind, um in Millionen von Waschmaschinen integriert zu werden.
Inspiration aus der Natur: filtrierende Fische
Das von Dr. Leandra Hamann und Dr. Alexander Blanke geleitete Team untersuchte, was in der Natur bereits funktioniert. Arten wie Sardinen, Makrelen und Anchovis verlassen sich auf ein raffiniertes Filtersystem: Sie schwimmen mit offenem Mund, fangen Plankton und stoßen das saubere Wasser durch die Kiemen aus.
Der Schlüssel liegt in der Architektur ihres Systems: ein poröser Trichter, der am Eingang breit und zum Rachen hin schmaler wird. Die Kiemenbögen bilden ein flexibles Netz, das Partikel zurückhält, ohne zu kollabieren. Das Plankton gleitet und bewegt sich in Richtung des Fischrachens, wodurch Blockaden vermieden werden.
Diese kontinuierliche Bewegung wurde vom Bonner Team in einem synthetischen Trichter mit einstellbarem Netz und variablen Öffnungswinkeln nachgebildet, der fast alle Fasern auffangen kann, ohne den Wasserfluss zu stoppen.
Funktionsweise des Prototyps
Das Design erfordert keine beweglichen Teile oder komplexen Mechanismen. Der Schmutz bleibt am Filterausgang hängen und wird mehrmals pro Minute automatisch abgesaugt. Anschließend wird die Mischung in der Waschmaschine verdichtet und bildet ein festes Pellet, das der Benutzer alle paar Dutzend Waschgänge entleert.
Die Einfachheit des Systems eröffnet die Möglichkeit zur Massenproduktion. Es kann aus gängigen Polymeren hergestellt und an den Platz angepasst werden, den viele moderne Waschmaschinen bereits für interne Filter bieten.
Anwendungen und Zukunft des Geräts
Das Team arbeitet mit Fraunhofer UMSICHT zusammen, um sicherzustellen, dass die Lösung in zukünftige Generationen von Haushaltsgeräten integriert werden kann und auch als Zubehör für bestehende Waschmaschinen dient.
In Ländern wie Frankreich fördert die Gesetzgebung bereits die Installation von Antikontaminationsfiltern in neuen Modellen. Es wäre nicht überraschend, wenn andere europäische Länder diesem Beispiel folgen würden und diese Innovation als Standard in der Industrie etablieren.
Potenzielle Umwelt- und Sozialauswirkungen
Wenn sich diese Art von Filtern durchsetzt, könnte die Auswirkung erheblich sein:
- Als Übergang dienen, während die Textilindustrie zu weniger umweltschädlichen Stoffen übergeht.
- Die Mikroplastikbelastung in Kläranlagen reduzieren und die Leistung städtischer Abwassersysteme verbessern.
- Vorschriften fördern, die die Integration ähnlicher Filter in neuen Haushaltsgeräten vorschreiben.
- Das Ökodesign von Geräten mit reparierbaren und austauschbaren Komponenten fördern.
Die von der Universität Bonn entwickelte biomimetische Lösung zeigt, dass aufmerksames Beobachten der Natur nach wie vor eine der besten Quellen für Innovationen ist. Ein kleines Gerät in einem so alltäglichen Haushaltsgerät wie einer Waschmaschine könnte sich zu einem entscheidenden Verbündeten im Kampf gegen die Verschmutzung durch Mikroplastik im Wasser entwickeln und den Weg zu einer nachhaltigeren Zukunft ebnen.
