白天,阿登·沃纳是费米国家加速器实验室的物理学家,致力于下一代粒子加速器的研究。下班后,他一直在研究一种无毒的清理石油泄漏的方法。
这始于 2010 年。沃纳和他的妻子对他们在新闻中听到的和看到的墨西哥湾 BP 石油灾难感到不安。 就像当时全国许多其他人一样,他们想知道是否可以通过技术改进清理过程。
“我妻子问我,我会怎么做?”沃纳说。“以我天真的思维方式,我想,‘我们知道四种力,而我只了解其中一种:电磁力。’”但他怎么能让石油磁化呢?
当天晚些时候,他突然想到了。“当您将可磁化材料放入溶液中时,它会随机地被困在溶液中,”沃纳解释说。“施加磁场,颗粒会沿着磁场方向排列。垂直于该方向,流体变得更坚硬,您可以移动或操纵它。”
那天晚上,沃纳去了他的车库。他从一把铁锹上刮下一些铁屑,然后将这些铁屑与一些发动机油混合。然后,他将一个小磁铁靠近溶液并尝试移动它——结果奏效了。这足以证明概念,为“无数小时”的实验提供了动力。“我开始做的时候,连续几天都睡不着觉,”他说,而是会从八小时的工作日回家后,再花 12 个小时来设计一种有效的“伪磁流变”流体。“我花了我几乎每一个晚上来测试不同的油,用不同的方法来做。”
沃纳选择使用直径约为 2 到 6 微米的磁铁矿粉尘,并将其测试了 100 多种油。原油的粘度足够高——意味着它们具有抵抗流动的天然倾向——这使得它们非常适合磁化,然后用磁力清除。“您可以根据所需的深度调整颗粒尺寸,”沃纳说,“它们会沉入水中并与油很好地混合,形成非常好的结合。您可以将油从水底拉上来。”然后,问题在于找到收集油的机械方法——也许是使用带有电磁电荷的围油栏——并将其清除。
他推测,磁铁矿颗粒本身也可以被清洁和重复使用。
沃纳设想了该工艺的其他应用方式,从清理车库中日常的小型溢油事故,到拯救被石油浸染的野生动物和自然环境。“沼泽和长满植被的水体没有区别,”沃纳说。“这种东西会牢牢地吸附在石油上,而不会吸附在水上,而且还会吸附在其他表面的石油上,您可以将其彻底清除。”沃纳用石油涂抹过鸟类羽毛,然后添加磁铁矿并施加磁力以清除石油。“效果非常好,”他说。
费米实验室帮助沃纳为该工艺申请了专利,但进一步开发已超出该实验室加速器物理学的使命。然而,由于最近的实验室通讯报道了他的工艺,沃纳说他收到了来自多个外部方的电子邮件,其中包括一些有潜力的商业开发合作伙伴。
“我认为这项技术的环保性质本身就值得我们去追求,”沃纳说。“向水中添加磁铁矿似乎比添加化学物质来清理石油更自然。”
“我最初来自加勒比海的巴巴多斯,海洋是我身体的一部分,”沃纳说。“作为一个岛民——这确实激励了我。”