Магнитные свойства феррофлюида позволяют усовершенствовать технологии фильтрации воды // Фото: insidewater.com.au .
Идея создать эффективную и доступную систему фильтрации воды пришла к Хеллер, на тот момент ещё школьнице, в начале 2024 года. Она усиленно работала над проектом летом того же года, а в январе 2025-го создала рабочий прототип.
Прототип представляет собой контейнер с системой фильтрации, которую девушка назвала “вращающейся увеличительной виалой”. Такого роду посуду с герметичной крышкой и прокладкой используют при проведении экспериментов в лабораторных условиях.
Эксперименты и настойчивость помогли достичь цели
При проведении экспериментов Хеллер использовала многоразовую магнитную жидкость (феррофлюид), которая избирательно связывается с проходящими через систему фильтрации частицами микропластика. Хотя разработанная модель успешно очищала воду от микропластика в два этапа, система нуждалась в постоянном обслуживании. Это было вызвано тем, что она не способна самостоятельно переработать феррофлюид. “Если я смогла бы создать систему, способную очищать себя и повторно использовать материал, потребность в обслуживании значительно сократилась бы”, — вспоминает девушка, слова которой передаёт ресурс “Smithsonian Magazine”.
Для того, чтобы добиться цели, она продолжила экспериментировать. Одним из основных затруднений стало корректное размещение блоков с феррофлюидом так, чтобы это вещество, представляющее собой густую жидкость, не препятствовало прохождению воды. Решение этой задачи также не должно было негативно сказаться на процессе магнитной сепарации с последующим извлечением феррофлюида. Как и полагается в экспериментах, для необходимого результата весь процесс быть отлажен, все его составляющие не должны мешать друг другу.
Мия Хеллер нашла идеальное решение примерно через пять итераций (повторений одного и того же действия – прим. авт.), после чего рабочий прототип приобрёл завершённую форму. Контейнер стал состоять из трёх блоков, первый из которых удерживает поступающую воду, второй — хранит феррофлюид на масляной основе, а третий – имеет магнитное поле, позволяющее феррофлюиду вытянуть микропластик из воды. Сам феррофлюид извлекается и повторно используется в замкнутом цикле.
Для проверки точности устройства девушка разработала датчик, производящий измерения сразу по нескольким показателям — количеству взвешенных твёрдых частиц в жидкости, количеству феррофлюида и микропластика в процеженной воде, благодаря чему можно вычислить процент удалённого микропластика. Тесты показали, что прототип успешно удалил 95,52% микропластика и переработал 87,15% феррофлюида. При этом стандартные очистные сооружения и устройства удаляют не более 90% микропластика.
Получила признание
Достижение Мии Хеллер в 2025 году было отмечено на Международной научно-технической ярмарке “Regeneron”, являющейся крупнейшим в мире конкурсом инноваций среди старшеклассников. Ведомство по патентам и товарным знакам США отдельно её выделило, вручив специальную премию в размере $500 и отметив инновационность, доступность и эффективность новой технологии.
Перспективы технологии
Токсиколог Мэтью Кампен из Университета Нью-Мексико (США) назвал систему фильтрации Хеллер “действительно отличной идеей”. Исследователь отметил, что при небольших инвестициях в инженерные разработки можно добиться гораздо более впечатляющих результатов.
При этом остаются некоторые опасения относительно безопасности данного способа, так как для масштабирования “необходимо убедиться в том, что в процессе очистки не остаётся какого-либо осадка загрязняющих веществ, с которым пришлось бы иметь дело”.
У токсиколога все еще есть некоторые обоснованные опасения. «Мы должны знать, что способ, которым она извлекает этот микропластик, захватывает его так, что мы можем затем выбросить или уничтожить его полностью», – подчеркивает он. Система, добавляет он, не должна «оставлять какой-либо другой осадок загрязняющих веществ, с которым нам придется иметь дело». Предполагая, что она действительно удаляет компоненты микропластика, не оставляя осадков, следующий вопрос, по его словам, заключается в том, насколько она масштабируема.
Сама изобретательница считает свою систему подходящей для использования в домашних условиях и не видит в ней перспектив производства в промышленных масштабах ввиду высокой стоимости феррофлюида.
Уже будучи студенткой колледжа, Мия Хеллер намерена продолжить работу над проектом и подтвердить полученные результаты на профессиональном уровне.
