常識の正反対「大きな物だけ通過できる」という特殊なフィルターが開発される[10/09]

1しじみ ★2018/10/09(火) 22:06:27.51ID:CAP_USER
掃除機やエアコンのフィルター、あるいはコーヒーのフィルターなどは「大きな物体をせき止めて小さな物だけ通す」という働きがあるのは誰もが知るところ。しかしそれとは逆に「大きな物だけ通す」という不思議なフィルターが開発されました。用途としては、「ハエだけが通れないフィルター」や「トイレの防臭フィルター」などが考えられるようです。

Free-standing liquid membranes as unusual particle separators | Science Advances
http://advances.sciencemag.org/content/4/8/eaat3276
https://i.gzn.jp/img/2018/10/08/improbable-membrane/00_m.jpg

This improbable membrane can trap flies in a jar—and odor in a toilet | Science | AAAS
http://www.sciencemag.org/news/2018/08/improbable-membrane-can-trap-flies-jar-and-odor-toilet

フィルターの概念を完全に180度ひっくり返す「真逆フィルター」を開発したのは、ペンシルベニア州立大学の科学者らによる研究チーム。通常のフィルターは、表面に開けられた小さな隙間の大きさを変えることで通過できる物体の大きさを変えていました。一方、研究チームが開発したフィルターは、液体の「表面張力」を利用することで、一定の大きさと運動エネルギーを持つ物体だけを通過させることを可能にしました。


実際にそのフィルターが機能している様子は以下のムービーで見ることができます。

This improbable membrane can trap flies in a jar—and odor in a toilet - YouTube


コーヒーのフィルターは、粒子の大きなコーヒー豆は通さず、コーヒーを抽出した水(お湯)だけを通すことで、透明なコーヒーが飲めるようにしています。


一方、ペンシルバニア州立大学の研究チームが開発したのは、コーヒーフィルターの正反対「大きな物だけを通す」という特殊なフィルターです。


新しいアイデアのもととなったのは、人間の体にある細胞が細菌やウイルスなど一定の大きさを持つ物体だけを細胞内へと取り込むPhagocytosis(食作用)の様子でした。


この特殊フィルターを作るのに必要なのは、針金で作ったリングと非イオン化された水、そして発泡剤や洗浄剤の材料として用いられるラウリル硫酸ナトリウム(SDS)です。


このフィルターが機能する原理は、物体の運動エネルギーの違いを利用するというもの。一定の高さから落とされた物体は落下による運動エネルギーを持つようになります。この時、大きくて重い物体はより大きな運動エネルギーを持つようになり、液体の表面張力に打ち勝って液体の膜を通過することができるようになります。そして、物体が膜を通過した後は、物体が通過したことで開いた穴は液体の高い表面張力により自動的に閉じられてしまいます。


このフィルターの特徴はさらにあります。それは、表面張力の高い液体でできているために、非常に耐久性が高いというもの。実験段階では、フィルターに異物を繰り返し与え続ける試験を行ったところ、3時間たってもフィルターの機能は全く損なわれなかったとのこと。


これまでにはないフィルターが誕生することが期待されます。たとえば、固体の排せつ物は通す一方で、気体のガスは通さないようにすることで、全く新しいトイレの防臭装置が生まれたり……


外から大きな物は入れられる一方で、コバエは通れないフィルターなど。


また、外科手術の際には、開口部を外気にさらさないまま手術器具を使えるようにするという用途も考えられるとのこと。


そして、このフィルターには「遮断した物体を自動で集めて取り除くことができる」という便利な性能も備わっています。

https://i.gzn.jp/img/2018/10/08/improbable-membrane/01_m.jpg

■動画
This improbable membrane can trap flies in a jar—and odor in a toilet https://youtu.be/Rod7nmKSWF0

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181008-improbable-membrane/

87ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/10(水) 11:51:26.15ID:fLqW29Ia
>>4
液体の膜だからタンクに溜めておいて定期的に自動で張り直す機能とかも付けられそうだ

88ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/10(水) 11:52:24.75ID:10YogAB9
ごめん。追加じゃなくて通過ね。

89ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/10(水) 11:54:57.94ID:10YogAB9
ごめん。水面だと説明がつかないか。

90ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/10(水) 11:56:41.60ID:VjXKr63a
>>3 >>51
処女膜がこれだったら大変だな・・・(´;ω;`)

91ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/10(水) 11:58:36.39ID:wSPwIl5Z
HPLCとかのカラムだってデカイ分子量の奴から出てくるじゃん
そんなに不思議なことじゃないだろ、これ

92ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/10(水) 11:59:51.02ID:VjXKr63a
>>61
原理をよく見ろ
勢いがないのはせき止められる

93ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/10(水) 12:12:08.20ID:oSAFx2Lw
エネルギーの大きなものだけ通すみたいな

94ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/10(水) 12:15:19.28ID:cV1i+J1t
>ハエだけが通れないフィルター

「ハエだけが通れる」じゃ無いの?
それだと普通の網とかフィルタだと思うけど。
もしゴミ箱などで、ゴミは通すけど、ハエは通れないと言うのなら
そんな大きな面積の膜にするのが難しそうだし

95ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/10(水) 12:15:26.59ID:10YogAB9
蜘蛛の巣と一緒?

96ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/10(水) 12:16:28.44ID:10YogAB9
人や象が蜘蛛の巣に引っかかることはないけど、ハエやチョウはひっかかっちゃう。

97ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/10(水) 12:18:36.72ID:zV7mKvoO
抽選会とかでズルやる時に使えたりする?

98ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/10(水) 12:42:26.66ID:ugBsjM+w
でも重力方向にしか使えないんでしょ

99ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/10(水) 13:53:25.95ID:8tgW7v5I
逆転の発想の勝ちやね
勝利は常に正しい

100ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/10(水) 17:27:29.73ID:sWBiVdpv
>>6
表面張力が大きいから付着してても微量なんじゃないかと思うけどそのへんどうなんだろうね

101ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/10(水) 18:43:33.31ID:4MwF+MmX
これ単に中性洗剤でつくったシャボン膜だから、大きな物体が通り抜けたら壊れて消えるだけじゃん

事前に大きな物体の表面にも中性洗剤ぬりたくっておけばその限りではないから、それでとりあえずの映像
は作れるかもしれんが、実用性はゼロだよな

>>100
表面張力は小さいんだが?

102ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/10(水) 19:55:33.34ID:mtlqIyTD
トイレや流しのトラップと似たようなもん?

103ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/10(水) 21:47:56.82ID:9jj2nH86
>>102
違う
物体の慣性を利用したフィルタリングだから遠心分離機が近い
また、ウランとかプルトニウムの濃縮にも近いはず

104ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/10(水) 22:17:27.24ID:badYt+58
金魚すくい大繁盛

105ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/10(水) 22:19:26.48ID:MZVsxxWj
>>27
おおっ!

106ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/10(水) 22:48:00.72ID:+9siAR3E
>>3
もしかしてお前天才か?

107ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/11(木) 03:27:06.45ID:HM7/fxxa
従来のフィルタでも引っかかったものと通過したもののその後の行き先をどうするかで同じ事が実現できるよね

108ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/11(木) 04:22:17.35ID:k8rX7YvU
要は表面張力を突き破るか突き破らないか
原理的には馴染みあるものだけど思い付かないもんだね

109ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/11(木) 04:47:51.54ID:mr6fcAbU
>>1
え?
ゲルクロ・・・

110ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/11(木) 04:49:37.44ID:hRW7gVCf
活性炭フィルターでいいんじゃねえの

111ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/11(木) 04:53:53.55ID:ytVxtmvZ
サイズ排除クロマトだな

112ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/11(木) 05:12:02.14ID:mzcAychb
流水で滝の幕を作った方が汚れなくて良さそう

113ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/11(木) 05:40:30.97ID:mUsYKgGi
>>112
空気の方がもっと良さげ
ま、ゴミの分別とかで既に応用されてるけど

114ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/11(木) 11:15:53.81ID:WfDw7aGP
普通のフィルターで十分じゃん。
だって透過した方を排除して透過しなかった方を拾うようにすればいいんだから。

115ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/11(木) 15:07:01.59ID:iRUdUQOY
>>5
ロビンマスク理論によると重要なのは「重さ」だな

116ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/11(木) 16:53:52.97ID:v76ie7PG
重さは等しくて体積だけが異なる物体の通過なのかな?
だとすると常識と異なるね。

117ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/11(木) 18:02:26.59ID:DORhqrwC
サイズ排除クロマトを応用するのかなと思ったら表面張力か
大きさというより重さだな、こりゃ

118ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/11(木) 18:44:05.55ID:PvsK+8X6
>>22
不味い

119ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/11(木) 19:35:53.00ID:I4Qw6v8Y
でもこれネコに止まってるハエとかは通過できそうだな

120ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/11(木) 21:56:53.05ID:C53/E1uN
>>114
なんも開発できないタイプね

121ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 20:19:06.07ID:Nu0493Er
ゲルろ過じゃいかんの?

122ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 21:28:07.67ID:rjqkwHrf
どうせエロいことにしか応用されない予感
もしくはハエがでかく進化するだけ

123ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 22:23:14.22ID:kXtHYRp1
法律の網は
昔からそうだよ

124ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/13(土) 00:57:48.76ID:oAJ5mbyc
法律の網は粗いようでいて、漏らさず捕まえる

125ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/13(土) 02:11:19.29ID:LaS/CLlE
それは大物ならすり抜けられるという比喩かな?

126ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/13(土) 03:23:03.02ID:oM78s8RM
>>9
なるほど。そういうことに気付く人って尊敬するよ。

127ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/13(土) 04:35:42.75ID:uSDwZTbC
>>119
表面張力である程度は洗い流してしまうんじゃないの

128ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/13(土) 04:52:12.75ID:3ZgSYkJC
暖簾でいいだろ。

129ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/13(土) 06:47:18.82ID:xS6PBWKa
オマエのチンポは通るのにオレのチンポは通らない…
ガッカリだよ

130ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/17(水) 13:39:40.55ID:T0TneM6Y
人体にオナラだけを通す穴があれば悲劇はかなり減る

131ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/17(水) 17:41:02.97ID:srTEXeGL
大きいのが好きと言ってたオネイちゃんがいたな

132ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/17(水) 17:48:43.69ID:gN5sWAIz
>>86
運動エネルギー/衝突断面積 

発泡スチロールで細長い矢を作って高速で飛ばしたら突破できる

133ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/17(水) 20:18:01.34ID:Mk3tnlt5
コバエは通れないが
ぬこは通れる
ぬこについてるノミダニは通れるが
コバエは通れない

コバエはひらめいた

134ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/18(木) 05:50:01.75ID:pOr6PEf4
雨量がある程度あり、経済的に豊かになっていく仮定で
汲み取り式のボットン便所に廃油を流しこむアイディアは誰でも思い浮くだろうが
洪水であふれるとものすごいことになるので、禁止されてたんだろう

135ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/18(木) 14:30:58.19ID:yK8I7vmF
>>134
昔のトイレにそんなアサガオあったね
今のは人がいなくても水が流れるけど

136ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/18(木) 20:18:32.63ID:53axevvJ
>>1
油膜みたいなもんか

137ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/11/30(金) 13:24:41.01ID:RzU4YqIP
>>1
大きな粒子を通し、小さな粒子を阻む不思議なフィルタ--ペンシルベニア州立大学
https://japan.cnet.com/article/35126367/

小さい粒子をブロックして大きい粒子を通す――通常と逆に機能する液体フィルターを開発
https://engineer.fabcross.jp/archeive/180907_self-healing-reverse-filter.html

大きい粒は通過 小さい粒は残す 米大が透過膜開発
https://www.nikkei.com/article/DGKKZO38081910S8A121C1MY1000/

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