Estudiantes de doctorado del MIT arrojan luz sobre importantes investigaciones sobre agua y alimentos | Noticias del MIT

Una mirada a las noticias recientes revelará innumerables titulares sobre el terrible estado de la seguridad alimentaria y del agua a nivel mundial. La contaminación, las interrupciones en la cadena de suministro y la guerra en Ucrania amenazan todos los sistemas de agua y alimentos, lo que agrava los impactos del cambio climático de las olas de calor, la sequía, las inundaciones y los incendios forestales.

Cada año, el Laboratorio de Sistemas de Agua y Alimentos Abdul Latif Jameel (J-WAFS) en el MIT ofrece becas a estudiantes de posgrado destacados en el MIT que están trabajando en formas innovadoras de asegurar el suministro de agua y alimentos a la luz de estas amenazas globales urgentes. J-WAFS anunció los beneficiarios de las becas de este año en abril pasado. Aditya Ghodgaonkar y Devashish Gokhale recibieron las Becas Rasikbhai L. Meswani para soluciones de agua, que son posibles gracias a una generosa donación de Elina y Nikhil Meswani y su familia. James Zhang, Katharina Fransen y Linzixuan (Rhoda) Zhang recibieron becas J-WAFS Water and Food Solutions. La beca J-WAFS Water and Food Solutions está financiada en parte por los afiliados de investigación de J-WAFS: Xylem, Inc., una empresa de tecnología del agua, y GoAigua, una empresa líder en la transformación digital de la industria del agua.

Cada uno de los cinco becarios recibió un estipendio y la matrícula completa durante un semestre. También se benefician de la tutoría, la creación de redes y las oportunidades para presentar su investigación.

«La cohorte de J-WAFS Fellows de este año muestra un impulso incansable para explorar, crear y ampliar los límites», dice John H. Lienhard, director de J-WAFS. «Su pasión y determinación para crear un cambio positivo para la humanidad es evidente en estos retratos de video únicos, que representan su investigación centrada en soluciones en agua y alimentos», agrega Lienhard.

El financiador de J-WAFS, Community Jameel, encargó recientemente retratos en video de cada estudiante que muestran su trabajo e inspiración para resolver problemas de agua y alimentos. Más información sobre cada becario J-WAFS y su investigación a continuación.

catalina fransen

En el laboratorio del profesor Bradley Olsen en el Departamento de Ingeniería Química, Katharina Fransen está trabajando en el desarrollo de plásticos biodegradables de base biológica que se pueden usar para envasar alimentos sin contaminar el medio ambiente. Fransen, estudiante de doctorado de tercer año, está impulsada por el desafío de proteger a las comunidades más vulnerables del mundo de los desechos generados por los materiales esenciales para conectarlos con el suministro mundial de alimentos. «No podemos garantizar que todos nuestros desechos plásticos se reciclen o reutilicen, por lo que queremos asegurarnos de que si se escapan al medio ambiente, se pueden degradar, y ahí es donde gran parte de mi investigación realmente entra en acción. «, dice Fransen. La mayor parte de su trabajo consiste en crear polímeros, o «cadenas realmente largas de productos químicos», muy parecidas a los anillos de papel que muchos de nosotros habíamos ensartado en cadenas cuando éramos niños», dice Fransen. Los polímeros están optimizados para aplicaciones de envasado de alimentos para mantener los alimentos frescos por más tiempo, evitando el desperdicio de alimentos. Fransen dice que encuentra el trabajo «realmente interesante desde el punto de vista científico, así como la idea de que [she’s] vamos a hacer el mundo un poco mejor con estos nuevos materiales. Ella agrega: «Creo que es a la vez muy gratificante y muy emocionante y atractivo».

Aditya Ghodgaonkar

«Lorsque je suis allé au Kenya pendant les vacances de printemps, j’ai eu l’occasion de rencontrer de nombreux agriculteurs et de leur parler du type de problèmes d’entretien auxquels ils sont confrontés», explique Aditya Ghodgaonkar, doctorante au Département de Ingeniería Mecánica. Ghodgaonkar trabaja con el profesor asociado Amos Winter en el laboratorio de Ingeniería e Investigación Global (GEAR), donde diseña componentes hidráulicos para sistemas de riego por goteo para hacerlos eficientes en el uso del agua, fuera de la red, de bajo costo y de bajo mantenimiento. Durante su viaje a Kenia, Ghodgaonkar obtuvo información de primera mano de los agricultores sobre un problema común al que se enfrentan: la obstrucción de los emisores de riego por goteo. Aprendió que la obstrucción puede ser un desafío de ingeniería costoso para diagnosticar, mitigar y corregir. Decidió centrar su atención en el diseño de emisores resistentes a obstrucciones, pruebas con arena y filtración hidrodinámica pasiva en el laboratorio del MIT. “Entré en este campo desde un punto de vista académico”, dice Ghodgaonkar. «No fue hasta que comencé a trabajar en los transmisores, que hablé con los socios de la industria que fabrican estos transmisores, que hablé con los agricultores, que realmente disfruté el impacto de lo que hacemos».

Gokhale devashish

Devashish Gokhale es un estudiante de doctorado asesorado por el profesor Patrick Doyle en el Departamento de Ingeniería Química. El compromiso de Gokhale con la seguridad hídrica mundial proviene de crecer en Pune, India, donde pueden ocurrir inundaciones y sequías según la época del año. “Tuve estas experiencias en las que había demasiada agua y también muy poca”, recuerda. En el MIT, Gokhale desarrolla materiales rentables, duraderos y reutilizables para el tratamiento del agua con un enfoque en la eliminación de contaminantes emergentes y contaminantes de bajo nivel como los metales pesados. Más concretamente, está trabajando en la fabricación y optimización de micropartículas de hidrogel polimérico capaces de absorber microcontaminantes. «Sé lo importante que es hacer algo que no solo sea científicamente interesante, sino que tenga un impacto real», dice Gokhale. Antes de iniciar un proyecto de investigación, se pregunta: “¿La gente se lo va a poder permitir? ¿Llegará realmente a las personas que más lo necesitan? Agregar estas restricciones al principio del proceso de investigación a veces hace que el problema sea más difícil de resolver, pero Gokhale señala que, al final, la solución es mucho más prometedora.

james zhang

«Realmente no pensamos en eso, es transparente, inodoro, simplemente encendemos nuestro fregadero en muchas partes del mundo y fluye a través de él», dice James Zhang sobre el agua. Sin embargo, señala que «muchas otras partes del mundo se enfrentan a la escasez de agua y solo empeorará debido al cambio climático global». Zhang, estudiante de doctorado en el Departamento de Ingeniería Mecánica, trabaja en el Laboratorio de Nanoingeniería con el profesor Gang Chen. Zhang está trabajando en una tecnología que utiliza la evaporación inducida por la luz para limpiar el agua. Actualmente está investigando las propiedades fundamentales de cómo la luz en diferentes longitudes de onda interactúa con los líquidos superficiales, particularmente con las superficies de agua salobre. Con sólidos componentes teóricos y experimentales, su investigación podría conducir a innovaciones en la desalinización de agua con eficiencia energética. Zhang espera que la tecnología pueda algún día «producir mucha agua limpia para las comunidades de todo el mundo que actualmente no tienen acceso a agua dulce» y crear una nueva apreciación de este líquido común que muchos de nosotros no podríamos pensar en un día. base de hoy.

Linzixuan (Rhoda) Zhang

“A nivel mundial, alrededor de 2 mil millones de personas sufren actualmente deficiencia de micronutrientes porque no tienen acceso a alimentos muy saludables y muy frescos”, dice Linzixuan (Rhoda) Zhang, candidata a doctorado en ingeniería química. . Este hecho llevó a Zhang a desarrollar una plataforma de entrega de micronutrientes que enriquece los alimentos con vitaminas y nutrientes esenciales. Junto con sus asesores, el profesor Robert Langer y la científica investigadora Ana Jaklenec, Zhang aporta enfoques de ingeniería biomédica a los problemas de salud global. Zhang dice que «uno de los problemas más serios es la deficiencia de vitamina A, porque la vitamina A no es muy estable». Ella continúa explicando que aunque la vitamina A está presente en diferentes vegetales, cuando se cocinan los vegetales, la vitamina A se puede descomponer fácilmente. Zhang ayudó a desarrollar un grupo de polímeros biodegradables capaces de estabilizar los micronutrientes en condiciones de cocción y almacenamiento. Usando esta tecnología, la vitamina A, por ejemplo, podría encapsularse y estabilizarse efectivamente bajo agua hirviendo. La plataforma también mostró una liberación efectiva en un entorno estomacal simulado. Zhang dice que son «los pequeños, diminutos pasos diarios los que nos empujan hacia el impactante producto final».