Om een ​​groeiende bevolking te voeden, ons wereldwijde voedselsysteem is afhankelijk van voldoende landbouwgrond. Maar in de afgelopen 40 jaar een derde van het bouwland is verloren gegaan door erosie of is vervuild door vervuiling.

Door de mens gemaakte chemicaliën en meststoffen die worden gebruikt om de gewasopbrengst te verbeteren, kunnen jarenlang in de bodem blijven bestaan, waardoor het na verloop van tijd minder vruchtbaar wordt. Antibiotica in dierlijke mest sijpelen naar buiten en veroorzaken ook afbraak. Olielozingen en milieurampen kunnen grote percelen land treffen. En dit alles wordt nog verergerd door het trage tempo waarmee nieuwe bovengrond wordt gevormd - ongeveer 2,5 centimeter elke 500 jaar.

Momenteel, grond opruimen is mogelijk, maar omslachtig. Eén methode vereist dat het vuil wordt opgegraven, VERWIJDERD, en overgebracht naar een zuiveringsinstallatie voor decontaminatie. Een betere optie zou zijn om de grond te reinigen waar deze ligt, maar traditionele technieken gebruiken water en chemische oplosmiddelen die de gifstoffen kunnen verdunnen zonder ze echt kwijt te raken.

Ming Su, een universitair hoofddocent chemische technologie aan Northeastern, heeft een goedkopere en minder arbeidsintensieve manier ontwikkeld om vuil te ontsmetten. In een artikel dat deze maand in de Tijdschrift voor Toegepaste Natuurkunde , Ming beschrijft zijn ontdekking:het vernietigen van grond met een infraroodlaser kan een soort alomtegenwoordige verontreinigende stof snel afbreken en uitroeien.

Dit onderzoek kwam tot stand omdat Su zijn lab wilde richten op het aanpakken van een milieuprobleem. Hij had het idee om een ​​nieuwe methode voor chemische decontaminatie te ontwikkelen, en merkte dat de prijs van een industrieel lasersysteem de afgelopen jaren aanzienlijk was gedaald, waardoor het geschikt is voor grootschalig gebruik. Hij kocht een tafellaser met zijn startup-fonds uit Northeastern en testte het uit op grond die was bezoedeld door de chemische stof dichloordifenyldichloorethyleen, of DDE.

Een derivaat van het beruchte kankerverwekkende pesticide dichloordifenyltrichloorethaan, of DDT, DDE was ideaal voor dit onderzoek omdat het gloeit bij blootstelling aan ultraviolet licht, waardoor het gemakkelijk te herkennen is, zei Su. Hij ontdekte dat toen hij de infraroodlaser gebruikte om met DDE verontreinigde grond op te blazen, en scande vervolgens de grond met ultraviolet licht, er was geen gloeiend residu. Het gif is verdwenen.

Su en zijn afgestudeerde studenten hebben een uitvindingsonthulling ingediend via Northeastern's Center for Research Innovation voor de technologie. Hij is van plan meer onderzoek te doen om te bepalen of lasers andere soorten bodemverontreinigingen kunnen wegblazen. Daarna, de volgende stap is om samen te werken met land- en landbouwexperts en wetenschappers uit de laserindustrie om onderzoek in de praktijk te brengen.

"Eén ontwerp zou een vrachtwagen zijn waar veel van deze laserstralen uit komen, Su zei. "De lasers kunnen op een ploegstructuur worden geïnstalleerd, zodat een ploeg in de grond kan graven en wanneer een vrachtwagen in beweging is, de laser kan het hele gebied scannen."