Plastische Mikropartikel in Wasser stellen ein immer gravierenderes Problem für die Umwelt dar. Das Fraunhofer Silicon Photovoltaic Center und seine Partner haben gemeinsam ein neues Filtersystem entwickelt, das Seen und Flüsse schneller und einfacher überwachen kann. Ziel des Forschungsprojekts ist es, mit Unterstützung des Forschungsinstituts (BAM) eine Datenbank zur Analyse der Verschmutzung von Seen und Flüssen und zum Umgang mit Verschmutzungen zu erstellen.
Mikrophotographie eines Prototypen eines Siliziumfilters mit einer 50 μm Lasermikrobearbeitung (Fraunhofer CSP)
Lichtmikroskopische Aufnahme eines Prototyp-Siliziumfilters nach Lasermikrobearbeitung mit einer Porengröße von ca. 50 μm (Fraunhofer CSP).
Kunststoffteilchen Invasion von Ökosystemen ist ein zunehmend schwerwiegenden Umweltprobleme worden. Derzeit diese Wege Partikel in Seen, Flüsse und Abfall ist nicht ganz klar. Darüber hinaus gibt es keinen geeigneten Standardansatz ist in Wasser für Forschung und Prüfung Kunststoffteilchen. Allerdings Eine zuverlässige wissenschaftliche Datenbank über Herkunft, Auswirkungen und Auswirkungen von Kunststoffpartikeln in der Umwelt ist entscheidend für die Lösung von Umweltproblemen.
Ein von der Deutschen Forschungsgemeinschaft initiiertes Forschungsprojekt "Repräsentative Diagnosestrategie für integrierte Systeme zum Verständnis der spezifischen Kunststoffmitnahme in die Umwelt (RUSEKU)". Zielmaterialforschung und Prüfungsanstalt (BAM) ist bis 2021 ein diagnostisches Verfahren zu entwickeln, schneller und Standardmaß Partikelmitführung in Seen und Flüsse zu ermöglichen. Es ermöglicht auch die Identifizierung von Orten, an denen Wassermikroplastikpartikel besonders kontaminiert sind.
Schnelle standardisierte Messung
Im Rahmen des Verbundforschungsprojekts entwickelt das Fraunhofer Silicon Photonics Center CSP zusammen mit der SmartMembranes GmbH ein spezielles Filtrationssystem im Rahmen einer standardisierten und einfachen Probenahme. Das Kaskadenfiltersystem wird einen speziellen Siliziumfilter mit definierter Porendichte und -größe verwenden, um Kunststoffpartikel einzufangen.
"Stichprobenverfahren sind Schlüsselfaktoren, um verlässliche Rückschlüsse auf das Mikroplastikvolumen von Grundwasser, Trinkwasser und Abwasser oder Oberflächengewässern zu ziehen. Einen signifikanten Beitrag hierzu leisten die geplanten Stichproben", sagt Christian Hagendorf, verantwortlich für das Forschungsprojekt am Fraunhofer CSP "Der Laser- und chemische Ätzprozess wird verwendet, um die geeignete Lochgröße auf dem Siliziumsubstrat zu erzeugen, wo die Teilchen auf dem Siliziumsubstrat zurückgehalten werden. In der späteren Analyse des Labors werden wir die Breite in der Übertragungsmethode verwenden. Die chemische Zusammensetzung von transparentem Silizium im Wellenlängenbereich von Infrarotlicht und die spektrale Messtechnik können die darauf befindlichen Mikroplastikpartikel erkennen ", ergänzt Hagendorf.
Anwendungsoptimierung Filtersystem
Ein weiterer wichtiger Einflussfaktor auf die Qualität des Filters stellt die mechanische Festigkeit des Filters dar. Die mechanische Festigkeit des Filters besteht darin, die durch den Wasserfluss während des Probenahmevorgangs verursachte Belastung ohne Bruch zu tragen. Darüber hinaus muss der Filter intelligent sein, optimiert für Lochgeometrie und Oberflächenbeschaffenheit.Ein weiteres Ziel dieser Arbeit ist es, den Arbeitsablauf von der Probennahme über die Reinigung bis zur Analyse von Mikroplastikpartikeln mit dem Partner zu definieren Machen Sie Mikroplastik-Tests - von der Probennahme bis zur schnellen Analyse - um eine gute Anpassung zu erhalten.
Diese effektive und zuverlässige mikroplastische Probenahme stellt eine gute Grundlage für Strategien und Maßnahmen zur Reduzierung von Mikroplastik im Wasserkreislauf dar. Das Verbundforschungsprojekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Forschungsprojekts "Kunststoffe in der Umwelt" gefördert. Neben dem Fraunhofer CSP sind sechs Forschungsinstitute und drei KMU an dem Projekt beteiligt.
Über Silizium Photovoltaik Fraunhofer CSP Center
Das Fraunhofer CSP beschäftigt sich mit der Anwendung der Siliziumkristallisation, der Solarmodultechnologie und der Solarwaferproduktion und entwickelt neue Technologien von der Ingotherstellung bis zur Modulfertigung und beteiligt sich an der Entwicklung neuer Materialien in der Wertschöpfungskette. Die Forschung konzentriert sich auf die Bewertung von Solarzellen und -modulen sowie auf die Charakterisierung von elektrischen, optischen und mikrostrukturierten Materialien und Bauteilen Das Fraunhofer CSP ist ein gemeinsames Forschungsinstitut des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur und Systeme IMWS und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE.
SmartMembranes Firmenprofil
Die SmartMembranes GmbH ist eine Zweigniederlassung des Fraunhofer-Instituts für Mikrostrukturen und Systeme IMWS, das 2009 in Halle (Saale) gegründet wurde und sich als weltweit führender Hersteller von hochwertigen porösen Materialien für Aluminiumoxid und Silizium bezeichnet. Das poröse Material hoher Ordnung weist durchstimmbare Membraneigenschaften und strukturelle Parameter auf und eignet sich für viele innovative Anwendungen.Neben der Herstellung von Materialien nach Kundenspezifikationen ist eine weitere wichtige Säule des Unternehmens die Entwicklung neuer Prozesse und Produkte rund um das Kerngeschäft.