過濾系統存在於我們日常生活中各處，從家用水龍頭到有如整間房間大小的工業系統都可以找到，然而如果水太髒或是內含的 …

過濾系統存在於我們日常生活中各處，從家用水龍頭到有如整間房間大小的工業系統都可以找到，然而如果水太髒或是內含的中性分子太小，例如硼酸殺蟲劑，現今的過濾膜很難過濾乾淨，但美國加州大學聖芭芭拉分校研究小組利用各種吸水和疏水材料墊在過濾器的多孔膜上，找出讓水最容易通過的理想配置，甚至發現能降低雜質流動速度的過濾器。

過濾雜質的困難處，在於合成多孔材料通常只限於透過雜質大小或所附電荷分離或分類化合物，不過研究團隊從水通道蛋白(aquaporin (AQP))得到靈感，這個永久附在生物膜上的蛋白質裡有不同種的官能基或原子團，能同時按雜質大小和電荷將水與其他分子分開。科學家便設計出一個模擬水通道蛋白的碳奈米管通道，內壁上每個原子都有羥基(吸水)和甲基(疏水)團，並利用人工智慧、最佳化算法與機器學習，設計並測試上千個官能基排列組合，評估水和硼酸通過孔隙的速度。

這項測試出現了三個關鍵成果，首先是官能基最佳排列方式，是一排或兩排羥基擠進甲基團間，在孔隙中間行成一個環，經過測試後會發現水經過孔隙的速度比硼酸快幾乎兩倍，而碳奈米管設計改良後，其他中性溶劑如苯酚、苯和異丙醇也能和水分離，研究人員還希望透過人工智慧與演算法，創造出能雨水和其他分子產生獨特作用的表面層。(譯者/Elisa)

原文出處：https://interestingengineering.com/innovation/researchers-improve-water-filter-systems-using-ai

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塑膠對全球水域，包括海洋、河流、湖泊和池塘等的汙染，造成巨大危機，但至今人類還未有一個解決問題的萬能方法，但近 …

塑膠對全球水域，包括海洋、河流、湖泊和池塘等的汙染，造成巨大危機，但至今人類還未有一個解決問題的萬能方法，但近期英國薩里大學化學系大學生麥金托許(Eleanor Mackintosh)開發出一款50公分長的「機器魚」原型，能夠過濾最小達2毫米的塑膠微粒。

麥金托許表示，最能解決水汙染的莫過於水裡生物，而魚會去適應所處環境，透過鰓專門將氧氣過濾到血流中。這種不可思議的機制成為麥金托許創造機器魚的靈感，設計出能過濾塑膠微粒的功能。機器魚藉由拍打尾巴在水中移動，並張開嘴巴將水流引進內腔，直到裝滿後才關閉。這時機器魚就會打開百葉窗設計的鰓瓣並升高內腔，水會從鰓蓋流出，內含的塑膠微粒則留在鰓背上的小網片上。

機器魚內建用來追蹤水底運動的慣性量測組(inertial measuring unit, IMU)，和配備評估水濁度和水下光照程度的感測器，到了晚上機器魚也會發光，不過目前這款機器魚原型仍需靠硬體線遙控器操作。未來機器魚有望捕捉到更小的塑膠微粒，也可能升級成速度更快、更具流體動力設計、魚尾更強力的版本，甚至有獨立游泳的能力。研究者也表示，希望這款機器魚能朝解決全球塑膠汙染邁出正確方向的一步。（編譯／Elisa）

原文出處：https://interestingengineering.com/innovation/plastic-eating-robo-fish-to-clean-our-waters

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