La preside del MIT Cynthia Barnhart ne ha annunciati quattro Professore Ammar J. Borse di studio Ricerca Bose Sostenere progetti di ricerca audaci in diverse aree di studio, tra cui un modo per generare idrogeno pulito dalle profondità della Terra, costruire una casa ecologica in basalto, progettare abiti premaman che monitorino la salute del feto e impiegare gli squali come monitor dell’ossigeno negli oceani. .
I vincitori di quest'anno sono Euntim Abate, assistente professore di scienza e ingegneria dei materiali; Andrew Babin, professore associato di Cecil e Ida Green di scienze della Terra, dell'atmosfera e del pianeta; Yoel Fink, professore di scienza e ingegneria dei materiali, ingegneria elettrica e informatica; e Skyler Tibbetts, professore associato di ricerca sul design presso il Dipartimento di Architettura.
Il programma prende il nome dal visionario fondatore della Bose Corporation e alunno del MIT Amar G. Bose '51, SM '52, ScD '56. Dopo aver ottenuto l'ammissione al MIT, Bose divenne uno dei migliori studenti di matematica e ricevette una borsa di studio Fulbright. Ha trascorso 46 anni come professore al MIT, guidando innovazioni nella progettazione audio e fondando la Bose Corp. Nel 1964, il MIT ha lanciato il Bose Grant Program 11 anni fa per fornire finanziamenti nell’arco di tre anni ai docenti del MIT che propongono progetti di ricerca originali, interdisciplinari e spesso rischiosi che altrimenti probabilmente non sarebbero finanziati da altre fonti tradizionali.
“La promessa della Bose Fellowship è quella di aiutare le idee audaci a diventare realtà, un approccio che onora l'eredità di Amar Bose”, afferma Barnhart. “Grazie al supporto di questo programma, i nostri talentuosi docenti sono liberi di esplorare le loro idee audaci e innovative.”
Un futuro dell’idrogeno profondo e pulito
Il futuro dell’energia verde dipenderà dallo sfruttamento dell’idrogeno come fonte di energia pulita, dal sequestro dell’anidride carbonica inquinante e dall’estrazione dei minerali necessari per costruire tecnologie energetiche pulite come le batterie avanzate. Unitem Abate ritiene di avere una soluzione a tutte e tre le sfide: un reattore a idrogeno innovativo.
Ha in programma di costruire un reattore che produca idrogeno naturale dalle rocce minerali ultramafiche della crosta terrestre. “La Terra è letteralmente una gigantesca fabbrica di idrogeno in attesa di essere sfruttata”, spiega Abbate. “Calcoli approssimativi per i primi sette chilometri della crosta terrestre stimano che ci sia abbastanza roccia ultramafica per produrre idrogeno per 250.000 anni”.
Il reattore immaginato da Abate inietta acqua per creare una reazione che rilascia idrogeno, supportando anche l’iniezione di anidride carbonica che cambia il clima nelle rocce, fornendo una capacità globale di carbonio di 100 trilioni di tonnellate. Allo stesso tempo, il processo del reattore può fornire elementi essenziali come litio, nichel e cobalto, che sono alcune delle materie prime più importanti utilizzate nelle batterie e nell’elettronica avanzata.
“In definitiva, il nostro obiettivo è progettare e sviluppare un reattore scalabile che attinga contemporaneamente al sottosuolo”, afferma Abate.
Squali come oceanografi
Se vogliamo capire di più su come i livelli di ossigeno nei mari del mondo vengono alterati dalle attività umane e dai cambiamenti climatici, dobbiamo rivolgerci a una piattaforma di rilevamento “affinata in oltre 400 milioni di anni di evoluzione per campionare perfettamente l’oceano: gli squali”. Andrew Babin dice.
Con il riscaldamento del pianeta, si prevede che gli oceani conterranno meno ossigeno disciolto, con impatti sulla produttività globale della pesca, sul sequestro naturale del carbonio e sul flusso di gas serra che alterano il clima dall’oceano nell’aria. Sebbene gli scienziati conoscano l’importanza dell’ossigeno disciolto, si è rivelato difficile monitorarlo nel corso delle stagioni e dei decenni e in aree inesplorate, sia superficiali che profonde.
L'obiettivo di Babin è quello di sviluppare un sensore di ossigeno disciolto a basso costo che possa essere integrato con le etichette elettroniche per gli squali preesistenti utilizzate dai biologi marini. “Questa flotta di squali… ci consentirà finalmente di misurare l'estensione delle zone a basso contenuto di ossigeno nell'oceano, come cambiano stagionalmente e con le oscillazioni di El Niño/La Niña e come si espandono o si contraggono in futuro.”
Babin afferma che la partnership con gli squali metterà in luce anche l’importanza di questi animali, spesso svantaggiati, per la salute marina e la pesca globale. “Speriamo che portando avanti questo lavoro che riunisce la vita microscopica e macroscopica, ispireremo i futuri oceanografi e ambientalisti e porteremo a un migliore apprezzamento della chimica che è alla base dell’abitabilità globale”.
Abiti premaman che monitorano la salute del feto
Ogni anno nel mondo si verificano due milioni di bambini nati morti e solo negli Stati Uniti 21.000 famiglie subiscono questa terribile perdita. In molti casi, le madri e i loro medici non erano avvisati di eventuali anomalie o cambiamenti nella salute del feto che avrebbero portato a queste morti. Yoel Fink e i suoi colleghi stanno cercando un modo migliore per monitorare la salute del feto e fornire un trattamento proattivo.
Fink si avvale di anni di ricerca sui tessuti acustici per progettare una maglietta conveniente per le madri che monitorerà e comunicherà dettagli importanti sulla salute del feto. La ricerca originale del suo team si è ispirata alla funzione del timpano, progettando fibre che potrebbero essere intrecciate in altri tessuti per creare una sorta di microfono in tessuto.
“Data la sensibilità dei tessuti acustici nel percepire queste vibrazioni su scala nanometrica, l’abbigliamento di una madre potrebbe trascendere il suo ruolo tradizionale e diventare un monitor della salute, captando i segnali acustici e le conseguenti vibrazioni che derivano dal battito cardiaco e dal movimento del suo feto?” Fink dice. “Un tessuto semplice ed economico potrebbe consentire ad una futura mamma di dormire meglio, sapendo che il suo feto viene costantemente ascoltato?”
Dice che la maglietta premaman proposta potrebbe misurare il cuore e la frequenza respiratoria del feto e potrebbe essere in grado di fornire un'indicazione della posizione del corpo del feto. Nelle fasi finali dello sviluppo, lui e i suoi colleghi sperano di sviluppare metodi di apprendimento automatico in grado di identificare la frequenza cardiaca e il movimento fetale anomali e fornire avvisi in tempo reale.
Casa di basalto in Islanda
Nella terra dei vulcani, Skylar Tibbetts vuole costruire una casa di studio quasi interamente ricavata dalla roccia basaltica che costituisce il paesaggio islandese.
Gli architetti sono sempre più interessati a costruire con un unico materiale naturale – creando una struttura monomateriale – che possa essere facilmente riciclato. Attualmente, il settore edile rappresenta il 40% delle emissioni di carbonio in tutto il mondo ed è costituito da molti materiali e strutture, dal metallo alla plastica al cemento, che non possono essere facilmente smontati o riutilizzati.
La proposta di una casa in basalto in Islanda, un progetto co-guidato da J. Gee, professore assistente presso il Dipartimento di Architettura, è “un'architettura composta interamente dal terreno circostante, che si dissolve nuovamente nel terreno circostante alla fine della sua vita e può essere riciclato all'infinito”, spiega Tibbetts.
Il basalto, la forma rocciosa più comune nella crosta terrestre, può essere filato in fibre per isolamento e armature. Le fibre di basalto hanno le stesse prestazioni delle fibre di vetro e di carbonio a un costo inferiore in alcune applicazioni, sebbene non siano ampiamente utilizzate in architettura. In forma stampata, può realizzare impianti idraulici, rivestimenti e pavimentazioni resistenti alla corrosione e al calore.
“L'architettura monomateriale è una proposta semplice e radicale che purtroppo non rientra nell'ambito dei metodi di finanziamento tradizionali”, afferma Tibbetts. “Il finanziamento Bose è la scelta perfetta e forse unica per la nostra ricerca, che consideriamo una svolta unica e realizzabile con un potenziale di trasformazione per l’intero ambiente costruito”.
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