18歲少女發明淨水黑科技:微塑料去除率超95%
從大腦到血液，再到心髒，微塑料正逐步滲透人體。但令人意外的是，壹個潛在的創新解決方案，不是來自大型實驗室，而是出自壹位 18 歲少女之手。
來自美國弗吉尼亞州凱特爾朗高中的學生米婭·海勒（Mia Heller）設計了壹種采用磁流體（Ferrofluid）作為吸附介質的過濾系統，適合家庭終端淨水終端，並具備低成本、可循環、無耗材以及易維護的優勢。
傳統濾芯需頻繁更換且維護昂貴，而新過濾系統利用磁流體主動吸附水中微小的塑料顆粒，再通過外部磁場將已吸附微塑料的磁流體從水中徹底分離。實驗結果表明，微塑料去除率可實現 95.52%，磁流體回收率達 87.15%。
除了就讀於本校，海勒還參與了山景州長學校（Mountain Vista Governor's School）的數學、科學與技術半日制課程。憑借這個創新系統，海勒獲得了 2025 年 ISEF 國際科學與工程大獎賽（Regeneron International Science and Engineering Fair）環境工程特別獎，並獲得專利商標局協會（PTOS）的 500 美元專項獎勵。
這並非該項目首次獲得關注。2025 年 3 月，海勒在弗吉尼亞州夏洛茨維爾舉行的皮埃蒙特地區科學博覽會上榮獲最高榮譽。在 92 名高中生參賽者中，僅有兩人獲得最高獎，她是其中之壹。此外，她還曾在化學類比賽中獲得第壹名，並榮獲北福克創新者獎。
壹則水污染報道，點燃她的解決方案
2024 年春天，海勒在弗吉尼亞州報紙上看到壹篇關於當地沃靈頓社區水質問題的報道。相關機構對該地區居民日常飲用水進行檢測，結果顯示，水質受到嚴重的全氟和多氟烷基物質（PFAS，Perfluoroalkyl and Polyfluoroalkyl Substances，壹類人工合成的有機化合物）以及微塑料污染。報道還明確指出，政府機構並不額外提供任何資金支持來處理該問題。
意識到問題的嚴峻性，海勒決定自己動手解決飲用水過濾問題。海勒的父母非常支持她的想法，並在不久後購置了壹套先進的淨水系統供其做研究。然而，海勒很快發現了新的問題，這套系統不僅依賴化學處理，還得經常更換濾芯。盡管目前市面上有多種淨水系統，但並非所有系統都高效且方便。
海勒的想法非常直接：尋找方便、低成本和低維護需求的解決方案，例如進行無膜過濾。
告別高價濾芯：磁流體如何實現“無膜”淨水？
經過在車庫和廚房的反復試驗，海勒做出了第壹個可用的原型。她稱這個系統的結構是壹個“容器”，內部是像“旋轉放大管”的過濾裝置。
磁流體是壹種可重復使用的磁性油，該系統利用菜籽油作為磁流體的基底油。在水流經過濾系統時，磁流體能夠選擇性地對微塑料顆粒進行吸附。
在這個階段，該系統已體現出優勢：僅需兩個步驟就能對水中的微塑料進行有效過濾。但問題也隨之而來，由於磁流體尚不能自我循環，這個系統仍面臨需頻繁維護的挑戰。
針對這個問題，海勒的想法是：需要找到壹個兩全其美的方案，不僅能讓系統自動清潔，還能同時解決材料重復利用的問題。有了清晰的目標，接下來她開始更深入的實驗。
然而，要實現這壹效果並不容易，核心挑戰在於如何精確排布裝置結構，確保磁流體在進入上方水腔時既能高效循環，又不產生物理堵塞。除了磁流體的流動之外，磁分離和磁流體回收環節也要整體配合、同步運行。
經過反復試驗和大約伍次系統迭代，海勒找到了相對完美的解決方案。目前，她設計的過濾系統原型機尺寸與壹袋普通面粉相當，每次可過濾約 1 升水。
該系統主要由叁個模塊組成：第壹個模塊容積約 1 升，用於盛放受污染的水；第贰個模塊用於儲存磁流體；第叁個模塊體積最小，但卻是系統最核心的處理模塊，大部分微塑料過濾過程在該模塊中發生。
“磁場會將微塑料從水中吸附出來，磁流體則被回收並循環利用，形成閉環。該系統最大的優勢是，無需使用固體膜就能構建低價、可循環的過濾系統。”海勒解釋道。
為測試該系統的精度，她開發了壹款濁度傳感器，以精確測量水中磁流體和微塑料的含量。此外，這款傳感器還能計算出過濾器去除微塑料重量的百分比。
據報道，美國市政飲用水處理系統去除微塑料成分的范圍大概在 70% 至 90%。根據測試結果，海勒設計的過濾系統原型機成功去除了水中約 95.52% 的微塑料，並回收了 87.15% 的磁流體。
[加西網正招聘多名全職sales 待遇優]
好新聞沒人評論怎麼行，我來說幾句
來自美國弗吉尼亞州凱特爾朗高中的學生米婭·海勒（Mia Heller）設計了壹種采用磁流體（Ferrofluid）作為吸附介質的過濾系統，適合家庭終端淨水終端，並具備低成本、可循環、無耗材以及易維護的優勢。
傳統濾芯需頻繁更換且維護昂貴，而新過濾系統利用磁流體主動吸附水中微小的塑料顆粒，再通過外部磁場將已吸附微塑料的磁流體從水中徹底分離。實驗結果表明，微塑料去除率可實現 95.52%，磁流體回收率達 87.15%。
除了就讀於本校，海勒還參與了山景州長學校（Mountain Vista Governor's School）的數學、科學與技術半日制課程。憑借這個創新系統，海勒獲得了 2025 年 ISEF 國際科學與工程大獎賽（Regeneron International Science and Engineering Fair）環境工程特別獎，並獲得專利商標局協會（PTOS）的 500 美元專項獎勵。
這並非該項目首次獲得關注。2025 年 3 月，海勒在弗吉尼亞州夏洛茨維爾舉行的皮埃蒙特地區科學博覽會上榮獲最高榮譽。在 92 名高中生參賽者中，僅有兩人獲得最高獎，她是其中之壹。此外，她還曾在化學類比賽中獲得第壹名，並榮獲北福克創新者獎。
壹則水污染報道，點燃她的解決方案
2024 年春天，海勒在弗吉尼亞州報紙上看到壹篇關於當地沃靈頓社區水質問題的報道。相關機構對該地區居民日常飲用水進行檢測，結果顯示，水質受到嚴重的全氟和多氟烷基物質（PFAS，Perfluoroalkyl and Polyfluoroalkyl Substances，壹類人工合成的有機化合物）以及微塑料污染。報道還明確指出，政府機構並不額外提供任何資金支持來處理該問題。
意識到問題的嚴峻性，海勒決定自己動手解決飲用水過濾問題。海勒的父母非常支持她的想法，並在不久後購置了壹套先進的淨水系統供其做研究。然而，海勒很快發現了新的問題，這套系統不僅依賴化學處理，還得經常更換濾芯。盡管目前市面上有多種淨水系統，但並非所有系統都高效且方便。
海勒的想法非常直接：尋找方便、低成本和低維護需求的解決方案，例如進行無膜過濾。
告別高價濾芯：磁流體如何實現“無膜”淨水？
經過在車庫和廚房的反復試驗，海勒做出了第壹個可用的原型。她稱這個系統的結構是壹個“容器”，內部是像“旋轉放大管”的過濾裝置。
磁流體是壹種可重復使用的磁性油，該系統利用菜籽油作為磁流體的基底油。在水流經過濾系統時，磁流體能夠選擇性地對微塑料顆粒進行吸附。
在這個階段，該系統已體現出優勢：僅需兩個步驟就能對水中的微塑料進行有效過濾。但問題也隨之而來，由於磁流體尚不能自我循環，這個系統仍面臨需頻繁維護的挑戰。
針對這個問題，海勒的想法是：需要找到壹個兩全其美的方案，不僅能讓系統自動清潔，還能同時解決材料重復利用的問題。有了清晰的目標，接下來她開始更深入的實驗。
然而，要實現這壹效果並不容易，核心挑戰在於如何精確排布裝置結構，確保磁流體在進入上方水腔時既能高效循環，又不產生物理堵塞。除了磁流體的流動之外，磁分離和磁流體回收環節也要整體配合、同步運行。
經過反復試驗和大約伍次系統迭代，海勒找到了相對完美的解決方案。目前，她設計的過濾系統原型機尺寸與壹袋普通面粉相當，每次可過濾約 1 升水。
該系統主要由叁個模塊組成：第壹個模塊容積約 1 升，用於盛放受污染的水；第贰個模塊用於儲存磁流體；第叁個模塊體積最小，但卻是系統最核心的處理模塊，大部分微塑料過濾過程在該模塊中發生。
“磁場會將微塑料從水中吸附出來，磁流體則被回收並循環利用，形成閉環。該系統最大的優勢是，無需使用固體膜就能構建低價、可循環的過濾系統。”海勒解釋道。
為測試該系統的精度，她開發了壹款濁度傳感器，以精確測量水中磁流體和微塑料的含量。此外，這款傳感器還能計算出過濾器去除微塑料重量的百分比。
據報道，美國市政飲用水處理系統去除微塑料成分的范圍大概在 70% 至 90%。根據測試結果，海勒設計的過濾系統原型機成功去除了水中約 95.52% 的微塑料，並回收了 87.15% 的磁流體。
[加西網正招聘多名全職sales 待遇優]
| 分享: |
| 注： | 在此頁閱讀全文 |
推薦: