„Przyznaję, że to brzmi szalenie” - mówi Michael Wong o swoim pomyśle wykorzystania złota do oczyszczania toksycznych odpadów. Wong planuje połączyć złoto z palladem - jeszcze cenniejszym metalem - w celu oczyszczania zanieczyszczonych wód gruntowych pod wysypiskami śmieci i skażonymi fabrykami i polami wojskowymi. „Działa nie tylko szybciej [niż obecne metody], ale sto razy szybciej”, mówi Wong, „i założę się, że będzie również tańszy”.
powiązana zawartość
- Dołącz do dyskusji
- Młodzi innowatorzy w dziedzinie sztuki i nauki
- Ostatnie słowo
Złoty detergent? Oto sztuczka Wonga: tworzy nanocząsteczki złota. W jego królestwie produkt pracy jest mierzony nie w karatach, ale w atomach. Naparstek roztworu w kolorze kawy zawiera 100 bilionów złotych kulek - każdy ma tylko 15 atomów szerokości lub mniej więcej szerokość wirusa. Na każdej złotej nanosferze Wong i jego zespół odkurzają szczyptę atomów palladu. Pomyśl o nieskończenie małej gałce lodów z drobinkami.
35-letni absolwent Caltech i MIT powiedział, że nie zastanawiał się nad toksycznymi odpadami aż trzy lata temu, kiedy przyszedł do niego jeden z jego kolegów z Rice University (gdzie jest ostatnio profesorem inżynierii chemicznej) i powiedział: Mam problem ”, co oznacza coś interesującego do pracy.
Problem dotyczył podejrzewanego rakotwórczego trichloroetenu lub TCE, „jednego z najbardziej wszechobecnych zanieczyszczeń”, mówi Wong, i „naprawdę paskudnej cząsteczki”. Przez dziesięciolecia klarowny, słodko pachnący rozpuszczalnik był używany do odtłuszczania części metalowych w fabrykach i obiektach rządowych. „Jest wszędzie” - dodaje Wong. „Używaliśmy TCE we własnych laboratoriach”. Zakłady montażowe NASA są nim skażone, podobnie jak jedne z najbardziej zaawansowanych laboratoriów badawczych w kraju. Agencja Ochrony Środowiska twierdzi, że 60 procent miejsc oczyszczania Superfundu ma TCE; Departament Obrony twierdzi, że robi to 1400 obiektów. Szacowane koszty czyszczenia sięgają 5 miliardów dolarów tylko dla stron obrony.
TCE utrzymuje się jak zły gospodyni domowa, zwłaszcza jeśli postępuje się niedbale. Gromadzi się w glebie i może utrzymywać się przez lata w wodach gruntowych. W raporcie z zeszłego roku National Research Council stwierdził, że TCE jest potencjalną przyczyną raka nerki; wiąże się to również z problemami z wątrobą, chorobami autoimmunologicznymi i zaburzeniami funkcji neurologicznych.
Obecnie najczęstszą metodą usuwania TCE z wód gruntowych jest „pompowanie i uzdatnianie”, mówi Wong - wypompowywanie wody z ziemi i przepuszczanie jej przez filtr wykonany z węgla aktywnego. („Pomyśl o tym jak o dużym filtrze do wody Brita” - mówi.) Ziarna węgla pochłaniają TCE jak gąbka, ale proces pozostawia filtry obciążone TCE, które należy przechowywać lub spalić. „Więc tak naprawdę niczego się nie pozbyłeś” - mówi Wong. „Właśnie przeniosłeś go z jednego miejsca do drugiego”.
W tym momencie pojawia się Wong. Zaczął myśleć o zastosowaniu nanocząstek jako katalizatora do reakcji z TCE i rozbicia go na tak zwane „szczęśliwe produkty uboczne”.
Z literatury naukowej Wong wiedział, że pallad okazał się obiecujący przy dekonstrukcji TCE. „Pallad działa dobrze, ale nie pracował wystarczająco ciężko” - mówi Wong. Więc on i jego zespół zaczęli próbować
różne przepisy, a po sześciu miesiącach osiągnęli moment eureki, kiedy wyrzeźbili pokryte złotem jądro atomów złota.
„Na początku nie wierzyliśmy, ponieważ nanocząsteczki złota-palladu były o wiele bardziej wydajne - na przykład sto razy bardziej wydajne” - mówi. „Widzisz, samo złoto nic nie robi TCE.” Ale na interfejsie, gdzie spotykają się złoto, pallad i TCE, dzieje się coś bardzo interesującego.
I co to takiego? „Nie wiemy!” mówi Wong. „Nie rozumiemy chemii. Ale nie rozumiemy jej w dobry sposób”, co oznacza, że wierzy, że jego zespół wkrótce to zrozumie. „Nasz katalizator robi coś naprawdę głupiego”.
Być może jest głupkowaty, ale nanodetergent Wonga rozkłada TCE na stosunkowo nieszkodliwe sole etanu i chlorków. On i jego zespół współpracują obecnie z inżynierami, aby zbudować reaktor wielkości rzeczywistej do testowania w terenie nanocząstek w zanieczyszczonym miejscu. Mają nadzieję, że będą szorować TCE za około rok, a następnie zobaczą, czy mają opłacalny środek czyszczący, którego szukają.
„To bardzo miłe badania” - mówi Galen Stucky, profesor chemii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Barbara, gdzie Wong odbył studia podoktoranckie. „Mike jest bardzo kreatywnym facetem z dobrym wglądem, a to, co robi, będzie miało znaczący wpływ na znacznie większy problem wody i oczyszczania wody w ciągu następnych dziesięciu lat”.
Wong urodził się w Quebec City, Quebec, i dorastał w Sacramento w Kalifornii, gdzie jego matka była księgową, a jego ojciec prowadził restaurację. Jego ojciec był także właścicielem centrum handlowego, w którym dział czyszczenia chemicznego najemcy został zanieczyszczony chemicznym kuzynem TCE. „Mój tata był przerażony” - wspomina Wong. „Został ukarany grzywną, ponieważ był właścicielem centrum handlowego. Był prawnie odpowiedzialny. Naprawdę stracił pieniądze [za dziesiątki tysięcy dolarów grzywny]. Więc mój tata bardzo interesuje się moją pracą. Ciągle mi mówi:„ Pospiesz się synu! „
William Booth jest reporterem „ Washington Post” z siedzibą w Los Angeles.
