🇺🇸 Justin Huang

L'inquinante che definisce il ventunesimo secolo è quasi invisibile. Le microplastiche — frammenti più piccoli di cinque millimetri — sono state trovate negli oceani, nell'acqua potabile, nel sangue umano e nei polmoni umani, e il mondo non dispone di un metodo economico e scalabile per rimuoverle dall'acqua. Nel 2024, una delle risposte più promettenti non è venuta da un laboratorio nazionale ma da due diciassettenni di una periferia texana.

Justin Huang e la sua partner di ricerca Victoria Ou, entrambi studenti a The Woodlands, vicino a Houston, hanno progettato un dispositivo di filtrazione che non utilizza affatto un filtro. Utilizza il suono.

La loro invenzione dirige onde ultrasoniche — suoni ad alta frequenza oltre la portata dell'udito umano — attraverso l'acqua corrente. La forza acustica spinge fisicamente le particelle di microplastica in sospensione verso un lato del flusso, in modo che l'acqua pulita passi oltre mentre i contaminanti concentrati vengono intrappolati. Nessuna rete da intasare, nessuna membrana da sostituire.

Nei test di laboratorio, il dispositivo ha rimosso tra l'84 e il 94 percento delle particelle di microplastica in sospensione in un singolo passaggio — numeri che collocano un prototipo da fiera della scienza in dialogo con la seria ingegneria ambientale.

Nel maggio 2024, Huang e Ou hanno presentato il progetto, intitolato «Harnessing Ultrasound for Microplastic Filtration», alla Regeneron International Science and Engineering Fair di Los Angeles — la più grande competizione scientifica internazionale pre-universitaria al mondo, dove circa 2.000 finalisti provenienti da decine di paesi competono per oltre 9 milioni di dollari in premi.

Sono partiti con il massimo onore della fiera: il Gordon E. Moore Award for Positive Outcomes for Future Generations, del valore di 50.000 dollari, intitolato al co-fondatore di Intel. La coppia ha anche ottenuto un premio di primo livello da 5.000 dollari nella categoria Earth and Environmental Sciences.

Il Moore Award non viene assegnato solo per l'ingegnosità; il suo criterio è nel nome — lavori con esiti positivi per le generazioni future. Il verdetto dei giudici è stato che la filtrazione acustica delle microplastiche, inventata da due liceali, fosse il progetto con maggiori probabilità di contare per il mondo che la loro generazione erediterà.

È seguita una copertura nazionale, dalle televisioni di Houston a testate ambientaliste come Grist, che ha inquadrato la coppia come un diverso tipo di giovani attivisti: adolescenti che hanno risposto a una crisi ecologica non con un cartello di protesta ma con una soluzione ingegneristica.

Huang e Ou hanno dichiarato di stare lavorando per ampliare il sistema — perfezionando il design in modo che ciò che ha funzionato in un canale di laboratorio possa un giorno funzionare su scala di un impianto di trattamento delle acque, dove array acustici potrebbero intercettare le microplastiche prima che raggiungano un rubinetto o la foce di un fiume.

Il problema che hanno scelto conferisce peso al lavoro. Il trattamento convenzionale delle acque non è mai stato progettato per catturare particelle così piccole; la maggior parte delle microplastiche passa direttamente attraverso i sistemi municipali. Un approccio che concentra le particelle senza filtri fisici — economico da gestire, senza nulla da intasare — affronta precisamente la lacuna che ha frustrato gli ingegneri professionisti.

Il risultato di Huang lo colloca in una discendenza di vincitori ISEF che hanno utilizzato la fiera come rampa di lancio: i vincitori passati hanno fondato aziende, pubblicato ricerche fondamentali e vinto i premi della scienza adulta. Il Gordon E. Moore Award, in particolare, è diventato un indicatore per adolescenti le cui idee superano la sala espositiva.

Condivide ogni passo del risultato con Ou — la collaborazione stessa fa parte della storia. Due studenti, un problema e un pezzo di fisica riconvertito in uno strumento ambientale: è il tipo di partnership che le fiere della scienza esistono per produrre.

La portata della competizione inquadra il risultato. ISEF è l'Olimpiade della scienza liceale: vincitori di centinaia di fiere regionali e nazionali in decine di paesi convergono con progetti vagliati da scienziati professionisti, competendo per oltre nove milioni di dollari in premi. Ottenere il singolo premio principale significa essere giudicati, in quell'anno, la mente scientifica giovane più significativa nel più grande vivaio mondiale.

La fisica che la coppia ha sfruttato — l'acoustoforesi, il movimento di particelle sotto forza di radiazione acustica — è un campo attivo di ricerca professionale, più comunemente applicato in microfluidica e laboratori medici che nell'ingegneria ambientale. L'intuizione è stata di traduzione: prendere una tecnica di laboratorio per separare cellule e chiedersi se potesse separare l'inquinamento da una fornitura idrica. Quell'istinto per il trapianto di strumenti tra campi è precisamente ciò che distingue gli scienziati inventivi dagli studenti competenti.

Le radici texane di Huang fanno parte della storia. The Woodlands si trova nell'orbita di Houston — una regione la cui economia è stata costruita sui petrolchimici, l'industria i cui prodotti diventano le microplastiche del mondo. Due studenti di quella regione che costruiscono la macchina che pulisce la plastica dall'acqua è il tipo di simmetria generazionale che ha dato alla storia la sua risonanza nazionale.

Che il filtro a ultrasuoni diventi infrastruttura o rimanga una brillante prova di concetto, il diciassettesimo anno di Huang porta già una rara distinzione: ha guardato uno dei problemi di inquinamento più ostinati del pianeta e lo ha mosso, in modo misurabile, verso una soluzione — prima di finire il liceo.