Кілька років тому Міа Хеллер натрапила на статтю про поточні проблеми з якістю води там, де вона живе. Тести показали, що вода, доступна для щоденного споживання, була сильно забруднена ПФАС (вічними хімікатами) та мікропластиком. Також там повідомлялося, що державні установи не виділятимуть кошти на фільтрацію води.
Незабаром батьки Хеллер інвестували в передову систему фільтрації води для дому. Однак система вимагала постійного догляду. Бачачи, як її мати раз за разом змінює мембрани водяного фільтра, Хеллер поставила собі за мету знайти краще рішення, пише Smithsonian magazine. "Це надихнуло мене на створення фільтра без використання мембран, щоб знизити витрати та потреби в обслуговуванні, пов'язані з фільтрацією води", – заявила тепер уже 18-річна учениця середньої школи.
Повсюдне поширення мікропластику
Агентство з охорони навколишнього середовища визначає мікропластик як дрібні частинки розміром від 1 нанометра до 5 міліметрів. Ці крихітні частинки викликають зростаючу глобальну стурбованість, оскільки вони проникають не тільки в навколишнє середовище, але й в організми людей і тварин.
"Мікро- та нанопластик потрапляють у наші тіла", – заявляє Метью Кампен, токсиколог з Університету Нью-Мексико в Альбукерке. Недавнє дослідження показало, що мікропластик було виявлено у 1300 видів, включаючи людину. Наразі ці забруднювачі виявлено в усьому людському тілі – від мозку до внутрішньої частини кісток; концентрації також було знайдено в яєчках, спермі та плаценті ненароджених плодів.
Потрапляння мікропластику в організми збільшилося в шість разів з 1990 року, і виробництво пластику продовжує зростати. Дослідження Університету Нью-Мексико 2025 року, співавтором якого виступив Кампен, показало, що концентрація мікропластику в тканинах людського мозку різко зросла на 50 відсотків менш ніж за десятиліття.
"Все ще залишається багато питань щодо того, чи справді цей пластик впливає на наше здоров’я на даному етапі", – підкреслює Кампен, який також вивчає вплив складних сумішей вдихуваних забруднюючих речовин на респіраторну та серцево-судинну системи. Далі він зазначає наявність доказів того, що "можуть виникнути проблеми з серцево-судинними та, потенційно, неврологічними захворюваннями". Однак ці зв’язки недостатньо сильні, щоб бути остаточними.
Хоча точний вплив споживання мікропластику на здоров'я людини неясний, низка недавніх досліджень пов'язує його з такими несприятливими проблемами, як рак, респіраторні та серцеві захворювання, гормональні порушення, хвороба Альцгеймера та інші неінфекційні захворювання.
Новий погляд на фільтрацію води
Хоча існує кілька систем фільтрації води, не всі вони ефективні та легкодоступні для кожного. Традиційні системи часто покладаються насамперед на хімічну обробку, а також можуть вимагати трудомісткого догляду та частої заміни мембран. Вони також відрізняються високою вартістю придбання та обслуговування.
Навесні 2024 року у Хеллер виникла ідея системи фільтрації, але по-справжньому вона почала працювати над нею влітку 2025 року. На початок січня того ж року, після експериментів у гаражі та на кухні, у неї був робочий прототип.
"По суті, це був просто контейнер", – заявляє вона. Усередині контейнера знаходилася її система фільтрації, яку вона назвала "обертовою збільшувальною віалою". Хеллер використовувала багаторазову магнітну рідину під назвою ферофлюїд, яка вибірково зв'язується з частинками мікропластику, коли вода протікає через систему. Хоча її модель успішно відфільтровувала мікропластик з води у два простих етапи, система все ще вимагала постійного обслуговування, оскільки вона не переробляла ферофлюїд самостійно.
"Але якби я змогла створити систему, яка здатна в основному очищати себе і повторно використовувати матеріал, – пояснює вона, – потреби в обслуговуванні могли б значно скоротитися".
Вирішивши знайти відповідь, Геллер продовжила експериментувати. Однією з головних перешкод, з якими вона зіткнулася, було з'ясування того, як розташувати блоки так, щоб ферофлюїд – рідина густіша за воду – міг переміщатися в камеру з водою над ним, не засмічуючись. Поряд із потоком ферофлюїду, процес магнітної сепарації з подальшим вилученням ферофлюїду також мав працювати як єдина система, а не заважати один одному.
Приблизно через п'ять ітерацій вона знайшла ідеальне рішення. Її нинішній прототип розміром приблизно зі звичайний пакет борошна складається з трьох модулів. Перший блок об'ємом близько 1 літра утримує забруднену воду, а другий зберігає ферофлюїд на масляній основі. Основний процес відбувається в третьому модулі, який набагато менший. "Магнітне поле витягує мікропластик з води, а ферофлюїд вилучається і повторно використовується в замкнутому циклі", – пояснює Геллер. Як автономний фільтр (схожий на глечик Brita), система може фільтрувати близько 1 літра води за раз.
Потім, щоб перевірити точність свого пристрою, вона розробила датчик каламутності, який вимірює кількість зважених твердих частинок у рідині. Вона використовувала датчик для точного визначення кількості ферофлюїду та мікропластику у воді. Датчик також розраховував відсоток мікропластику, видаленого її фільтром за вагою. Згідно з її тестами, прототип успішно видалив 95,52% мікропластику з води та переробив 87,15% ферофлюїду. Традиційні очисні споруди питної води видаляють від 70 до понад 90% компонентів мікропластику.
"Результатом стала доступна система фільтрації з низьким рівнем відходів без використання твердої мембрани", – зазначає Хеллер.
Її інновація отримала заслужені нагороди. Хеллер стала фіналісткою Міжнародної науково-технічної ярмарки Regeneron 2025 року (ISEF), найбільшого у світі глобального наукового конкурсу для старшокласників. Там Товариство з патентів і товарних знаків вручило їй спеціальну нагороду в розмірі 500 доларів за її інноваційну, недорогу та ефективну технологію фільтрації води.
Масштабованість
Кампен у захваті від системи фільтрації Хеллер і вважає її "дійсно чудовою ідеєю". Він додає: "Вона робить те, що має бути зроблено". І з огляду на те, що результати її недавніх тестів – це лише відправна точка для шкільного дослідницького проєкту, продовжує він, можна лише уявити, що ці показники покращаться за умови невеликих інвестицій в інженерні розробки.
У токсиколога все ще є деякі обґрунтовані побоювання. "Ми повинні знати, що спосіб, яким вона вилучає цей мікропластик, захоплює його так, що ми можемо потім викинути або знищити його повністю", – підкреслює він. Система, додає він, не повинна "залишати будь-який інший осад забруднюючих речовин, з яким нам доведеться мати справу". Припускаючи, що вона дійсно видаляє компоненти мікропластику, не залишаючи осаду, наступне питання, за його словами, полягає в тому, наскільки вона масштабована.
Кампен задається питанням про найкраще застосування пристрою Хеллер. Чи буде він найбільш ефективним при встановленні в індивідуальних водопровідних системах або, у більшому масштабі, безпосередньо на муніципальних станціях очищення води?
Хеллер вважає його придатним як домашню систему фільтрації під раковиною. "Оскільки виробництво ферофлюїду наразі дороге у великих масштабах, – зазначає вона, – я бачу це як систему для індивідуального домашнього використання".
Але Хеллер планує рухатися поетапно, і на даний момент хотіла б просто професійно підтвердити результати, які вона отримала вдома.
"Я б хотіла в кінцевому підсумку вивести це на ринок", – заявляє вона. "Я думаю, це було б чимось дійсно цікавим".
Раніше УНІАН повідомляв, що перше масове вимирання на Землі завжди було прямо у нас під носом.
