Norske forskere har utviklet en renseenhet med silisiumstrukturer som ligner oldtidens trilobitter. Det skal både kunne separere ut celler i blod, og skille ut ørsmå partikler i avløps- og brakkvann.
Separasjonen skjer ved hjelp av hydrodynamikk.
Vann, blod og andre typer væske vil strømme rundt trilobitten som er ellipseformet og har bittesmå filterspalter som separerer ut fast stoff fra væsken.
Bedriften Trilobite Microsystems i Kristiansand jobber nå med en pilotserie som skal kunne skille partikler fra to mikrometer og oppover.
Tetter seg ikke
Eirik Bentzen Egeland er oppfinner og gründer, og opprettet bedriften i 2011 med utgangspunkt i sin masteroppgave ved Høgskolen i Vestfold.
I tillegg til kontorer, har bedriften også installert et pilotanlegg i Kristiansand.
– I en vaskehall for lastebiler behandler vi store vannmasser og renser ut alt av partikler over 50 mikrometer for så å resirkulere vannet, forteller Egeland.
Han mener fordelene med den nye enheten er at det kreves lite energi for å pumpe væske gjennom strukturen, og at den ikke tetter seg slik andre filtre gjerne gjør.
Kan spesialtilpasses
– Filtreringen vår er en plattformteknologi som kan brukes til mye forskjellig, sier Egeland, og forteller at strukturen i renseenheten kan spesialtilpasses til hva som skal renses, og til væskevolumet.
Skal man diagnostisere blod vil det være en fordel å skille ut de forskjellige bestanddeler i blodet og fjerne «støy». Hvite blodlegemer, for eksempel, måler fem mikrometer.
Skal man klare å rense ut partikler, virus og bakterier, trenger man en dimensjon mellom «turbinbladene» som er ned mot en mikrometer.
– Det er derfor en stor fordel at teknologien vår er skalerbar og skal kunne filtrere ut partikler i hele spekteret fra en til 100 mikrometer i væsker, mener Egeland.
Må tøye grenser
Ved MiNaLab i Gaustadbekkdalen arbeider SINTEF-forskere med nanostrukturering, og her lager Michal Mielnik og kollegene hans strukturen i «trilobitten».
– Vi etser ut mønsteret til trilobitten i en silisiumskive, og må pushe grenser for å lage en struktur der selve spaltene skal være veldig små – samtidig som de står i kanaler som er flere millimeter store, forteller Mielnik.
Både SINTEF og Trilobite Microsystems drar nytte av å delta i prosjektet NBRIX som støttes av Forskningsrådet. Dette omhandler mikrokomponenter som skal løse problemer innen klima, transport og helse.
Forskerne benytter silisiumskiver som utgangspunkt for å fremstille komponentene og teknologi som stammer fra mikroelektronikk. Men i stedet for å lage ledningsbaner og transistorer, etser de ut bittesmå kanaler og spalter med nanometermål.
Mielnik tror de skal klare å levere strukturer som kan rense ut partikler fra to mikrometer og oppover i løpet av ettervinteren.
– Dette byr på en todelt utfordring: Kan vi for det første få til de geometriene som Trilobite Microsystems ønsker, og vil geometrien dernest gjøre jobben de ønsker? Det siste innebærer at bedriften må teste enhetene i etterkant for å se hvordan de virker.
Store mål
Selv setter Eirik Egeland seg store mål. Han arbeider nå for fullt med kommersialiseringsbiten, og har planer om at den nye enheten skal kunne rense ballastvann fra skip der det meste går ut i havet i dag.
Det endelige, langsiktige målet er imidlertid å rense drikkevann.
– Vår teknologi skiller seg ut ved å kreve mindre vedlikehold. Det blir altså billigere å rense drikkevann. Vannet vil være helt rent og sikkert å drikke. Men dette ligger langt frem i tid. I dag jobber vi fremdeles med industrielt vann, sier han.
