Challenges in micro- and nano-plastic enrichment and recovery using microfluidic technology
| Project/Area Number |
20K21863
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 64:Environmental conservation measure and related fields
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森脇 洋 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (30321938)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
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| Keywords | マイクロプラスチック / 音響収束 / 超音波 / 音響泳動 |
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| Outline of Research at the Start |
近年，5 mm以下の小さなプラスチック片 (マイクロプラスチック) が，食塩やペットボトル水など食品へ混入しているだけでなく，生物濃縮により有害物質のキャリアとして働くなどの生体へ悪影響を引き起こしている可能性が指摘されている．これらマイクロプラスチックの回収は，濾過という古典的手法に限定されており，フィルタの目詰まりなどにより連続的な回収ができないことが問題となっていた．そこで，超音波による微粒子操作技術などの微小流体制御技術を組み合わせることで，世界初の濾過によらないマイクロプラスチック連続濃縮回収技術を確立する．
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we established a microplastic enrichment and recovery technology, including those as small as 10 micrometers, using acoustophoresis, one of the microfluidic technologies. By designing a microfluidic network using the electric circuit analogy, we developed a device capable of 100-fold enrichment by making four seial enrichment steps. It is difficult to apply this method directly to nano-sized microplastics (nanoplastics), because the acoustic radiation force is proportional to the particle size. For smaller microplastics including nanoplastics, we established a coagulation and precipitation technique using pectin and iron ions.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
近年，5 mm以下の小さなプラスチック片 (マイクロプラスチック) が，食塩やペットボトル水など食品へ混入しているだけでなく，生物濃縮により有害物質のキャリアとして働くなどの生体へ悪影響を引き起こしている可能性が指摘されている．これらマイクロプラスチックの回収は，濾過という古典的手法に限定されており，フィルタの目詰まりなどにより連続的な回収ができないことが問題となっていた．そこで，超音波による微粒子操作技術などの微小流体制御技術を組み合わせることで，世界初の濾過によらないマイクロプラスチック連続濃縮回収技術を確立する．
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Report
(4 results)
Research Products
(10 results)
