水中的塑料微顆粒正在成為環境中日益嚴重的問題。由Fraunhofer 硅光電中心與其合作伙伴共同開發一種新的過濾系統，可以更快更容易地監測湖泊和河流的污染情況。 在德國聯邦材料研究和測試研究所(BAM)的支持下，該研究項目的目標是建立一個數據庫，以便對湖泊和河流的污染情況進行分析，并對污染進行治理。

孔徑為50μm激光微加工的原型硅濾光片的顯微照片(Fraunhofer CSP)

激光微加工后原型硅過濾器的光學顯微照片，孔徑約為50μm(Fraunhofer CSP)。

塑料微粒對生態系統的入侵已經成為一個日益嚴重的環境問題。目前這些微粒進入湖泊、河流和廢水的途徑還不完全清楚。此外，沒有合適的標準化方法來研究和檢測水中的塑料微粒。 然而，關于環境中塑料微粒的來源、發生和影響的可靠科學數據庫對于解決環境問題是至關重要的。

德國聯邦發起的研究項目“綜合系統的代表性診斷策略，了解特定的塑料夾帶進入環境中的情況(RUSEKU)”。 材料研究與測試研究所(BAM)的目標是到2021年開發出一種診斷方法，以便能夠更快、更標準地測量到湖泊和河流中的微粒夾帶。 它還將允許對水的微塑料顆粒污染特別嚴重的地點進行識別。

快速標準化測量

作為聯合研究項目的一部分，Fraunhofer硅光電中心CSP正在與SmartMembranes GmbH一起開發一種特殊的過濾系統，作為標準化和簡單的采樣方法的一部分。 級聯過濾系統將使用具有確定孔密度和尺寸的特殊硅過濾器，捕獲塑料微粒。

“采樣方法是獲得關于地下水，飲用水和廢水或地表水中微塑性體積的可靠結論的關鍵因素。 計劃采用一種取樣方案，為這方面做出重大貢獻，“負責 Fraunhofer CSP的研究項目的Christian Hagendorf,博士說。“激光和化學蝕刻工藝將用于在硅基板上制作適當的孔尺寸，其中粒子將被保留在硅基板上。在實驗室的后期分析中，我們將使用在透射方法中在寬波長范圍的紅外光下透明的硅的化學成分，并使光譜測量技術可以看到位于其上的微塑料顆粒，“Hagendorf補充道。

應用優化濾波系統

影響過濾器質量的另一個重要參數是過濾器的機械強度，過濾器的機械強度在取樣過程中要承載由水流引起的負荷而不斷裂。 此外，過濾器需要具有智能，優化的孔幾何和表面光潔度。該工作的另一個目標是定義從采樣到清潔，直到與合作伙伴一起分析微塑料顆粒的工作程序。這種“智能取樣”應能使微塑料的檢測-從取樣到快速分析-得到良好的調整。

這種有效可靠的微塑料取樣方法將為減少水循環中微塑料的戰略和措施打下良好基礎。 該聯合研究項目由聯邦教育和研究部(BMBF)資助，作為“環境中的塑料”研究課題的一部分。 除Fraunhofer CSP外，參與該項目的還有六家科研機構和三家中小企業。

關于硅光伏Fraunhofer CSP中心

Fraunhofer CSP從事硅晶化、太陽能模塊技術和太陽能硅片生產等領域的應用研究。該研究所圍繞從鑄錠生產到模塊生產開發新技術，同時也參與了增值鏈中新材料的開發。另外一個研究重點是對太陽能電池和模塊的評估，以及對電氣、光學和微結構材料及元件進行表征。Fraunhofer CSP是Fraunhofer微結構與系統研究所IMWS 和Fraunhofer太陽能系統研究所ISE的一個聯合研究機構。

SmartMembranes公司簡介

SmartMembranes GmbH是Fraunhofer 微結構與系統研究所IMWS 的分支，于2009在Halle(薩勒河)成立。這家公司將自己描述為世界領先的的氧化鋁和硅的高階多孔材料制造商。 其中硅的高階多孔材料具有明確的可調膜特性和結構參數，適用于眾多創新應用。除了按照客戶要求的規格生產材料外，公司業務的另一個主要支柱是圍繞核心業務開發新工藝和產品。

來源：材料科技在線