Traditionella filter använder vanligtvis skärmar för att separera partiklar från vätskor. Dessa skärmar kräver ofta byte och rengöring, annars blir de lätt igensatta. Däremot har fiskmunnar en mycket starkare filtreringskapacitet. Filtrera-fiskar som matar fisk, som guldfiskar, skovelfiskar, strandhajar och valhajar, kan hålla kvar matpartiklar medan de filtrerar mat, vilket förhindrar att deras munfilter täpps till.
Baserat på filtreringsmekanismen för munstrukturen hos filter-matande fisk, utformades en hög-effektiv filtermodell för att effektivt undvika igensättning. En 3D-tryckt kon-formad nylonplastfiltermodell designades. Modellen placerades i en vattenflödestank för att observera dess filtreringseffekt och jämfördes med filtreringsmekanismen för paddlefishens orala struktur.
Resultaten visade att både modellen och fiskens mun fångar upp partiklar och förhindrar igensättning genom att skapa virvlar i vätskan. Gälbågarna är konformade-strukturer som bildas genom böjning av hårt eller brosk, som stödjer gälarna, med benen anordnade parallellt som en gammal-radiator.
Forskare förklarar att den konformade-strukturen underlättar vattenflödet i fiskens mun, vilket skapar strömmar och virvlar, medan de parallellt-justerade benen hjälper små partiklar att samlas. Den kombinerade effekten av dessa två element bildar en "virvelstegsfiltreringsmekanism", som kan fånga upp partiklar som är ännu mindre än mellanrummen mellan benen.
Den här filtreringsmekanismen har ett brett-fångande framtida tillämpningar, från mikrofilter som filtrerar partiklar bara storleken på celler till filter i stora industriella pipelines, där den kan fungera effektivt.
