🇺🇸 Justin Huang

الملوِّث الأبرز في القرن الحادي والعشرين شبه مرئي. البلاستيك الدقيق — شظايا أصغر من خمسة ميليمترات — عُثر عليه في المحيطات ومياه الشرب والدم البشري والرئتين البشريتين، ولا تملك البشرية طريقة رخيصة قابلة للتطبيق على نطاق واسع لإخراجه من الماء. في عام 2024، جاء أحد الحلول الأكثر واعدة ليس من مختبر وطني بل من مراهقَيْن في ضاحية في تكساس.

صمم Justin Huang وشريكته في البحث Victoria Ou، وكلاهما طالبان في ذا وودلاندز قرب هيوستن، جهاز ترشيح لا يستخدم مرشِّحاً على الإطلاق. إنه يستخدم الصوت.

يوجِّه اختراعهما موجات فوق صوتية — صوت عالي التردد يتجاوز مدى السمع البشري — عبر الماء المتدفق. تدفع القوة الصوتية جسيمات البلاستيك الدقيق المعلقة فعلياً إلى أحد جانبي التيار، بحيث تمرّ المياه النظيفة بينما تُحبس الملوثات المركزة. لا شبكة تنسد، ولا غشاء يُستبدل.

في الاختبارات المخبرية، أزال الجهاز ما بين 84 و94 في المئة من جسيمات البلاستيك الدقيق المعلقة في تمريرة واحدة — أرقام تضع نموذجاً أولياً لمعرض علمي في حوار مع الهندسة البيئية الجادة.

في أيار/مايو 2024، قدّم Huang وOu المشروع بعنوان «تسخير الموجات فوق الصوتية لترشيح البلاستيك الدقيق» في معرض Regeneron الدولي للعلوم والهندسة في لوس أنجلوس — أكبر مسابقة علمية دولية لما قبل الجامعة في العالم، حيث يتنافس نحو 2,000 متأهل نهائي من عشرات البلدان على أكثر من 9 ملايين دولار من الجوائز.

غادرا الحدث بأعلى تكريم في المعرض: جائزة Gordon E. Moore للنتائج الإيجابية للأجيال المقبلة، بقيمة 50,000 دولار، المسماة على اسم المؤسس المشارك لـ Intel. حصد الثنائي أيضاً جائزة المركز الأول بقيمة 5,000 دولار في فئة علوم الأرض والبيئة.

لا تُمنح جائزة Moore للبراعة وحدها؛ معيارها في اسمها — عمل ذو نتائج إيجابية للأجيال المقبلة. كان حكم المحكّمين أن ترشيح البلاستيك الدقيق الصوتي، الذي اخترعه طالبا ثانوية، هو المشروع الأكثر احتمالاً لأن يهمّ العالم الذي سيرثه جيلهما.

تبعت تغطية وطنية، من تلفزيون هيوستن إلى منافذ بيئية مثل Grist، التي صوّرت الثنائي كنوع مختلف من النشطاء الشباب: مراهقان استجابا لأزمة بيئية ليس بلافتة احتجاج بل بحلّ هندسي.

قال Huang وOu إنهما يعملان على توسيع النظام — تحسين التصميم بحيث يمكن لما نجح في قناة مخبرية أن يعمل يوماً ما على مقياس محطة معالجة المياه، حيث قد تعترض مصفوفات صوتية البلاستيك الدقيق قبل أن يصل أبداً إلى صنبور أو مصبّ نهر.

المشكلة التي اختاراها تعطي العمل ثقله. لم تُصمَّم معالجة المياه التقليدية قط للإمساك بجسيمات بهذا الصغر؛ يمر معظم البلاستيك الدقيق مباشرة عبر الأنظمة البلدية. يعالج نهج يركّز الجسيمات دون مرشّحات فيزيائية — رخيص التشغيل، لا شيء ينسد — بالضبط الفجوة التي أحبطت المهندسين المحترفين.

يضع إنجاز Huang له في سلالة من الحائزين على جوائز ISEF الذين استخدموا المعرض كمنصة انطلاق: ذهب الفائزون السابقون إلى تأسيس شركات ونشر أبحاث بارزة والفوز بجوائز العلم للبالغين. أصبحت جائزة Gordon E. Moore، على وجه الخصوص، علامة للمراهقين الذين تنمو أفكارهم لتتجاوز قاعة المعرض.

يشارك كل خطوة من الإنجاز مع Ou — التعاون نفسه جزء من القصة. طالبان، مشكلة واحدة، وقطعة من الفيزياء أُعيد توظيفها إلى أداة بيئية: إنه نوع الشراكة التي توجد معارض العلوم لإنتاجها.

يؤطّر حجم المسابقة الإنجاز. ISEF هي أولمبياد علوم المدارس الثانوية: يتلاقى الفائزون بمئات المعارض الإقليمية والوطنية عبر عشرات البلدان بمشاريع راجعها علماء محترفون، يتنافسون على أكثر من تسعة ملايين دولار من الجوائز. الفوز بالجائزة الكبرى الواحدة يعني أن يُحكم عليك، في تلك السنة، كأكثر عقل علمي شاب ذي عواقب في أكبر مسار لهم في العالم.

الفيزياء التي سخّرها الثنائي — حركة الجسيمات الصوتية، حركة الجسيمات تحت قوة الإشعاع الصوتي — مجال نشط من البحث المحترف، يُطبق عادة في الموائع الدقيقة والمختبرات الطبية أكثر منه في الهندسة البيئية. كانت البصيرة واحدة من الترجمة: أخذ تقنية مخبرية لفرز الخلايا والسؤال عما إذا كان يمكنها فرز التلوث من إمدادات المياه. تلك الغريزة لزرع الأدوات عبر المجالات هي بالضبط ما يميز العلماء المخترعين عن الطلاب المتقنين.

جذور Huang في تكساس هي أيضاً جزء من القصة. تقع ذا وودلاندز في مدار هيوستن — منطقة بُني اقتصادها على البتروكيماويات، الصناعة التي تصبح منتجاتها البلاستيك الدقيق في العالم. طالبان من تلك المنطقة يبنيان الآلة التي تنظف البلاستيك من الماء هو نوع التناظر الجيلي الذي أعطى القصة صداها الوطني.

سواء أصبح المرشِّح فوق الصوتي بنية تحتية أو بقي إثباتاً رائعاً للمفهوم، تحمل السنة السابعة عشرة لـ Huang بالفعل تمييزاً نادراً: نظر إلى إحدى أعند مشاكل التلوث على الكوكب ودفعها، بشكل قابل للقياس، نحو حل — قبل إنهاء المدرسة الثانوية.