I filtri tradizionali utilizzano generalmente schermi per separare il particolato dai liquidi. Questi schermi richiedono frequenti sostituzioni e pulizie, altrimenti si intasano facilmente. Al contrario, le bocche dei pesci hanno una capacità di filtraggio molto più forte. I pesci che alimentano il filtro-, come pesci rossi, pesci spatola, squali elefante e squali balena, possono trattenere le particelle di cibo mentre filtrano il cibo, evitando che i filtri orali si ostruiscano.
Basato sul meccanismo di filtraggio della struttura della bocca dei pesci che si alimentano con il filtro-, è stato progettato un modello di filtro ad alta-efficienza per evitare efficacemente l'intasamento. È stato progettato un modello di filtro in plastica di nylon a forma di cono-stampato in 3D. Il modello è stato collocato in una vasca con flusso d'acqua per osservarne l'effetto di filtrazione e confrontato con il meccanismo di filtraggio della struttura orale del pesce spatola.
I risultati hanno mostrato che sia il modello che la bocca del pesce catturano il particolato e prevengono l'intasamento creando vortici nel liquido. Gli archi branchiali sono strutture a forma di cono-formate dalla flessione di parti dure o cartilaginee, che sostengono le branchie, con le ossa disposte parallele come un radiatore-vecchio stile.
I ricercatori spiegano che la struttura a forma di cono-facilita il flusso dell'acqua nella bocca del pesce, creando correnti e vortici, mentre le ossa parallele-allineate aiutano le piccole particelle ad aggregarsi. L'effetto combinato di questi due elementi forma un meccanismo di "filtrazione a gradini di vortice", in grado di intercettare particelle anche più piccole degli spazi tra le ossa.
Questo meccanismo di filtraggio ha applicazioni future ad ampio-campo, dai microfiltri che filtrano particelle grandi solo come celle ai filtri nelle grandi condutture industriali, dove può funzionare in modo efficiente.
