Was ist der Lösungsansatz, den Sie verfolgen?
Suspensionsfresser filtern aus Flüssigkeiten schwebende Partikel wie Algen oder Krill als Nahrung heraus – und können auch Mikroplastik aufnehmen. Wenn wir uns also von ihnen Filtermechanismen abschauen können, die dafür
sorgen, dass Mikroplastik nicht mehr ins Wasser gelangt, wäre viel gewonnen.
Für die Masterarbeit habe ich zunächst untersucht, welche Tiere als Vorbild infrage kommen. Dazu zählen Muscheln, Schwämme, Wale, Seegurken oder auch Flamingos. Diese Tierarten habe ich klassifiziert, 24 ausgewählt und sortiert nach biologischen und technischen Parametern. Wie funktioniert der jeweilige Filtermechanismus, welche Techniken werden verwendet, was können wir nutzen? Der Walhai beispielsweise hat strömungsoptimierende Strukturen im Maul, der Flamingo nutzt feine Härchen, die Fächerkoralle arbeitet mit Maschenweite und Strömungswiderstand.
Und wie haben Sie den Gedanken konkret umgesetzt?
Im nächsten Schritt habe ich überlegt, wo der Filter eingesetzt werden soll und mich mit der Waschmaschine genauer auseinandergesetzt. Synthetische Textilfasern haben mit einem geschätzten Anteil von 5.200 Tonnen pro Jahr in Deutschland erhebliche Auswirkungen mit Blick auf Mikroplastikemissionen. Die Kernfragen waren nun, wie bisher gefiltert wird, wie ein Mikroplastikfilter beschaffen sein muss und wie viel Platz zur Verfügung steht. In einer Fallstudie fiel meine Wahl auf die Köcherfliegenlarve: Sie spannt in Fliessgewässern Netze aus einem seidigen Material zwischen Steine und Stöckchen, darin verfangen sich Nahrungspartikel, die sie fressen kann. Erste Berechnungen haben gezeigt, dass das Material und der Aufbau die Fasern abfangen würden und den Strömungsverhältnissen in der Waschmaschine standhalten könnten. Die Umsetzung eines Köcherfliegenfilters ist momentan noch zu komplex. Andere biologische Vorbilder lassen sich etwas einfacher übertragen – daran wird bei Fraunhofer gerade gearbeitet.
Dieses Beispiel zeigt, dass es sich lohnt, die biologischen Filtrationsmechanismen weiter zu studieren und an ihrer Realisierung in Technik zu arbeiten. Daher werde ich meine Promotion ab diesem Jahr an der Universität Köln in Zusammenarbeit mit Fraunhofer UMSICHT bionischen Filtrationskonzepten widmen. Davon könnten Kläranlagen, industrielle Filter und Reinigungsanlagen in den Meeren profitieren. Auch zum Thema Mikroplastik bin ich weiter forschend aktiv, war am Runden Tisch Meeresmüll beteiligt und zu Diskussionsrunden eingeladen. Da merkt man besonders, dass das Bedürfnis, der Lage Herr zu werden, heute sehr gross ist.
