"Ik geef toe dat het gek klinkt", zegt Michael Wong van zijn idee om goud te gebruiken om giftig afval op te ruimen. Wong is van plan goud te combineren met palladium - een nog kostbaarder metaal - om vervuild grondwater te behandelen onder stortplaatsen en vervuilde fabrieken en militaire locaties. "Het werkt niet alleen sneller [dan de huidige methoden], maar honderd keer sneller", zegt Wong, "en ik wed dat het ook goedkoper zal zijn."
gerelateerde inhoud
- Doe mee aan de discussie
- Young Innovators in the Arts and Sciences
- Het laatste woord
Een gouden wasmiddel? Dit is de truc van Wong: hij maakt nanodeeltjes goud. In zijn rijk wordt het werkproduct niet gemeten in karaten maar in atomen. Een vingerhoedje koffiekleurige oplossing bevat 100 biljoen gouden bollen - elk slechts 15 atomen breed, of ongeveer de breedte van een virus. Bij elke gouden nanosfeer, stof Wong en zijn team een scheutje palladiumatomen. Denk aan een oneindig klein ijsje met hagelslag.
De 35-jarige afgestudeerde van Caltech en MIT zegt dat hij pas drie jaar geleden veel aandacht aan giftig afval had besteed toen een van zijn collega's aan de Rice University (waar hij een recentelijk aangenomen hoogleraar chemische technologie is) naar hem toe kwam en zei: " Ik heb een probleem ', wat betekent dat er iets interessants is om aan te werken.
Het probleem betrof de vermoedelijke carcinogeen trichlooretheen, of TCE, 'een van de meest alomtegenwoordige verontreinigende stoffen die er zijn', zegt Wong, en 'een echt nare molecule'. Het heldere, zoetgeurende oplosmiddel wordt al tientallen jaren gebruikt om metalen onderdelen in fabrieken en overheidsinstellingen te ontvetten. "Het is overal, " voegt Wong toe. "We hebben TCE in onze eigen laboratoria gebruikt." NASA-assemblagefabrieken zijn ermee besmet, net als enkele van de meest geavanceerde onderzoekslaboratoria in het land. Het Environmental Protection Agency zegt dat 60 procent van de Superfund-opruimsites TCE herbergen; het ministerie van defensie zegt dat 1400 van zijn faciliteiten dat doen. De geschatte kosten voor het opruimen bedragen $ 5 miljard, alleen voor de defensiesites.
TCE blijft hangen als een slechte gast, vooral als het onzorgvuldig wordt behandeld. Het hoopt zich op in de bodem en kan jaren in het grondwater blijven bestaan. In een rapport vorig jaar ontdekte de National Research Council dat TCE een mogelijke oorzaak van nierkanker was; het wordt ook geassocieerd met leverproblemen, auto-immuunziekten en verminderde neurologische functie.
Momenteel is de meest gebruikelijke methode om TCE uit grondwater te verwijderen, "pompen en behandelen", zegt Wong, om het water uit de grond te pompen en door een filter van actieve kool te laten stromen. ("Zie het als een groot Brita-waterfilter, " zegt hij.) De koolstofkorrels nemen TCE op als een spons, maar het proces laat met TCE beladen filters achter die moeten worden opgeslagen of verbrand. "Dus je bent nog niet echt van alles af", zegt Wong. "Je hebt het net van de ene plaats naar de andere verplaatst."
Dit is waar Wong binnenkomt. Hij begon na te denken over het gebruik van nanodeeltjes als katalysator om te reageren met de TCE en het op te splitsen in wat hij 'gelukkige bijproducten' noemt.
Uit de wetenschappelijke literatuur wist Wong dat palladium enige belofte had getoond bij het deconstrueren van TCE. "Palladium werkt goed, maar het werkte niet hard genoeg", zegt Wong. Dus begonnen hij en zijn team het te proberen
verschillende recepten en bereikten na zes maanden een eureka-moment waarop ze een met palladium bedekte kern van goudatomen vormden.
"We geloofden het eerst niet, omdat de nanodeeltjes van goud-palladium net zo veel efficiënter waren - zo'n honderd keer efficiënter", zegt hij. "Zie je, goud zelf doet niets met TCE." Maar er gebeurt iets heel interessants op het snijvlak van goud, palladium en TCE.
En wat is het precies? "We weten het niet!" zegt Wong. "We begrijpen de chemie niet. Maar we begrijpen het niet op een goede manier", wat betekent dat hij gelooft dat zijn team het snel zal uitzoeken. "Onze katalysator doet iets heel stoms."
Goofy het kan zijn, maar Wong's nanodetergens breekt TCE af in relatief onschadelijke ethaan- en chloridezouten. Hij en zijn team werken nu met ingenieurs om een reactor op ware grootte te bouwen om de nanodeeltjes op een vervuilde locatie te testen. Ze hopen TCE over ongeveer een jaar te schrobben, en dan zullen ze zien of ze de kostenefficiënte reiniger hebben die ze zoeken.
"Het is heel mooi onderzoek", zegt Galen Stucky, professor scheikunde aan de Universiteit van Californië in Santa Barbara, waar Wong zijn postdoctorale studies deed. "Mike is een zeer creatieve man met goede inzichten, en wat hij doet, zal de komende tien jaar een grote impact hebben op het veel grotere probleem van water en waterzuivering."
Wong werd geboren in Quebec City, Quebec, en groeide op in Sacramento, Californië, waar zijn moeder een accountant was en zijn vader een restaurant runde. Zijn vader bezat ook een stripwinkel waar het stomerijbedrijf van een huurder besmet raakte met een chemische neef van TCE. "Mijn vader was in paniek", herinnert Wong zich. "Hij kreeg een boete, omdat hij eigenaar was van het winkelcentrum. Hij was juridisch verantwoordelijk. Hij kreeg echt dinged [voor tienduizenden dollars aan boetes]. Dus mijn vader is echt geïnteresseerd in mijn werk. Hij blijft me vertellen: 'Schiet op, zoon! ' "
William Booth is een verslaggever voor de Washington Post die in Los Angeles is gevestigd.
