Η ανησυχία για τα μικροπλαστικά μεγαλώνει παγκοσμίως, καθώς αυτά διεισδύουν όχι μόνο στο περιβάλλον αλλά και στους ανθρώπους και τα ζώα. Πριν λίγα χρόνια, η Heller διάβασε στην τοπική εφημερίδα του Warrenton για σοβαρά προβλήματα ποιότητας νερού στη γειτονιά της. Εργαστηριακές αναλύσεις είχαν αποκαλύψει υψηλή ρύπανση από PFAS και μικροπλαστικά.

Το δημοσίευμα ανέφερε πως οι κρατικές υπηρεσίες δεν θα χρηματοδοτούσαν την εγκατάσταση φίλτρων, αφήνοντας τους κατοίκους να αναζητήσουν λύσεις μόνοι τους. Οι γονείς της Heller εγκατέστησαν ένα προηγμένο φίλτρο, όμως η συντήρησή του ήταν διαρκής και κοστοβόρα.

Βλέποντας τη μητέρα της να αλλάζει συνεχώς τις μεμβράνες, η Heller αποφάσισε να σχεδιάσει ένα φίλτρο χωρίς μεμβράνες, με στόχο να μειώσει το κόστος και τις ανάγκες συντήρησης. Σήμερα, ως 18χρονη μαθήτρια στο Kettle Run High School, παρακολουθεί παράλληλα πρόγραμμα μαθηματικών και τεχνολογίας στο Mountain Vista Governor’s School.

Η εξάπλωση των μικροπλαστικών και οι κίνδυνοι για την υγεία

Στην Regeneron International Science and Engineering Fair 2025, η Heller τιμήθηκε με βραβείο $500 από την Patent and Trademark Office Society (PTOS) για την καινοτόμα τεχνολογία φιλτραρίσματός της.

Η Environmental Protection Agency (EPA) ορίζει τα μικροπλαστικά ως σωματίδια μεγέθους 1 νανόμετρο έως 5 χιλιοστά. Αυτά έχουν εντοπιστεί σε πάνω από 1.300 είδη, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, και έχουν βρεθεί σε όλο το ανθρώπινο σώμα—από τον εγκέφαλο μέχρι το εσωτερικό των οστών, καθώς και σε όργανα όπως όρχεις, σπέρμα και πλακούντα.

Η πρόσληψη μικροπλαστικών από ζωντανούς οργανισμούς έχει εξαπλασιαστεί από το 1990, ενώ η παραγωγή πλαστικών συνεχίζει να αυξάνεται. Έρευνα του Πανεπιστημίου του Νέου Μεξικού το 2025 έδειξε πως τα μικροπλαστικά στον ανθρώπινο εγκέφαλο αυξήθηκαν κατά50% σε λιγότερο από μία δεκαετία.

Ο τοξικολόγος Matthew J. Campen, ο οποίος μελετά τις επιπτώσεις των εισπνεόμενων ρύπων στην υγεία, αναγνωρίζει ότι οι ακριβείς συνέπειες των μικροπλαστικών παραμένουν ασαφείς. Ωστόσο, ορισμένες μελέτες τα συνδέουν με καρκίνο, καρδιοαναπνευστικές παθήσεις, ορμονικές διαταραχές και νόσο Αλτσχάιμερ.

Πρωτογενή & δευτερογενή μικροπλαστικά – Τι είναι;

Σύμφωνα με την EPA, τα πρωτογενή μικροπλαστικά είναι σωματίδια που κατασκευάζονται για χρήση σε καλλυντικά ή βιοϊατρικά προϊόντα. Τα δευτερογενή προκύπτουν από τη διάσπαση μεγαλύτερων πλαστικών αντικειμένων.

Η νέα προσέγγιση στη φίλτρανση νερού

Παρά την ύπαρξη διαφόρων συστημάτων φιλτραρίσματος, πολλά απαιτούν χημικές διεργασίες ή συχνές αλλαγές μεμβρανών—κάτι που συνεπάγεται υψηλό κόστος και δύσκολη συντήρηση. Την άνοιξη του 2024, η Heller συνέλαβε την ιδέα της και μέχρι τον Ιανουάριο του 2025 είχε ολοκληρώσει ένα λειτουργικό πρωτότυπο στο γκαράζ και την κουζίνα της.

Το σύστημά της βασίζεται σε μια επαναχρησιμοποιούμενη μαγνητική ουσία—το ferrofluid—που δεσμεύει επιλεκτικά τα μικροπλαστικά καθώς το νερό περνά μέσα από το φίλτρο. Το πρώτο μοντέλο αφαιρούσε τα μικροπλαστικά σε δύο απλά βήματα αλλά απαιτούσε συνεχή συντήρηση λόγω μη αυτόματης ανακύκλωσης του ferrofluid.

Η πρόκληση ήταν να διαμορφωθεί μια διάταξη ώστε το πυκνό ferrofluid να κινείται εύκολα στο θάλαμο νερού χωρίς να φράζει, ενώ η διαδικασία μαγνητικού διαχωρισμού και ανάκτησης του ferrofluid να λειτουργεί αρμονικά ως ενιαίο σύστημα.

Μετά από πέντε βελτιώσεις, η Heller κατέληξε σε ένα πρωτότυπο μεγέθους περίπου όσο μια σακούλα αλεύρι. Το σύστημα αποτελείται από τρεις ενότητες: μια δεξαμενή ενός λίτρου για το μολυσμένο νερό, μια δεύτερη μονάδα που αποθηκεύει το ferrofluid και μια τρίτη όπου λαμβάνει χώρα ο μαγνητικός διαχωρισμός.

Εκεί, ένα μαγνητικό πεδίο τραβά τα μικροπλαστικά έξω από το νερό, ενώ το ferrofluid ανακυκλώνεται αυτόματα σε κλειστό κύκλωμα. Ως ανεξάρτητο φίλτρο (παρόμοιο με κανάτα Brita), μπορεί να φιλτράρει περίπου ένα λίτρο κάθε φορά.

Αποτελεσματικότητα & επόμενα βήματα

Για τον ακριβή έλεγχο της συσκευής της, η Heller ανέπτυξε έναν αισθητήρα θολότητας που μετρά τα αιωρούμενα στερεά στο υγρό και υπολογίζει το ποσοστό των μικροπλαστικών που αφαιρέθηκαν. Τα τεστ έδειξαν ότι ο πρωτότυπος μηχανισμός αφαιρεί95,52% των μικροπλαστικών ενώ ανακυκλώνει το87,15% του ferrofluid.

Τα παραδοσιακά εργοστάσια επεξεργασίας πόσιμου νερού αφαιρούν περίπου 70–90% των μικροπλαστικών. «Το αποτέλεσμα είναι ένα οικονομικό φίλτρο χαμηλής παραγωγής αποβλήτων χωρίς στερεές μεμβράνες», σημειώνει η Heller.

Για αυτήν της την εφεύρεση έγινε φιναλίστ στον παγκόσμιο διαγωνισμό μαθητικής επιστήμης Regeneron International Science and Engineering Fair 2025, λαμβάνοντας ειδικό βραβείο $500 για την πρωτοποριακή της λύση.

Δυνατότητα ευρείας εφαρμογής & προοπτικές

Ο Campen χαρακτηρίζει τη συσκευή της Heller ως «εξαιρετική ιδέα», σημειώνοντας πως τέτοιες λύσεις είναι απαραίτητες. Επισημαίνει όμως ότι πρέπει να διαπιστωθεί αν τα συλλεγμένα μικροπλαστικά μπορούν να απορριφθούν ή καταστραφούν χωρίς να αφήνουν επιβλαβή υπολείμματα.

Aν αυτό επιτευχθεί, τότε τίθεται το ερώτημα κατά πόσο μπορεί να εφαρμοστεί μαζικά: ως οικιακό σύστημα κάτω από τον νεροχύτη ή ακόμη και σε δημοτικά εργοστάσια επεξεργασίας νερού; Η ίδια η Heller θεωρεί πως λόγω του υψηλού κόστους παραγωγής του ferrofluid σε μεγάλη κλίμακα, προς το παρόν η καλύτερη χρήση είναι σε επίπεδο κατοικίας.

Η ίδια θέλει πρώτα να επιβεβαιώσει επιστημονικά τα αποτελέσματά της πριν λανσαριστεί εμπορικά: «Θα ήθελα πολύ να κυκλοφορήσει κάποτε στην αγορά—θα ήταν πραγματικά συναρπαστικό» δηλώνει χαρακτηριστικά.