MIT ogłasza stypendia Bose 2024

Dziekan MIT Cynthia Barnhart ogłosił cztery Stypendia profesora Ammara J Badania Bose’a Wspieranie odważnych projektów badawczych w różnych obszarach nauki, w tym sposobu wytwarzania czystego wodoru z głębi Ziemi, budowy ekologicznego domu z bazaltu, projektowania ubrań ciążowych monitorujących zdrowie płodu i wykorzystywania rekinów jako monitorów tlenu w oceanach .

Tegoroczni zwycięzcy to Euntim Abate, adiunkt w dziedzinie nauk o materiałach i inżynierii; Andrew Babin, profesor nadzwyczajny Cecila i Idy Greenów w dziedzinie nauk o Ziemi, atmosferze i planetach; Yoel Fink, profesor nauk i inżynierii materiałowej, elektrotechniki i informatyki; oraz Skylar Tibbetts, profesor nadzwyczajny badań projektowych na Wydziale Architektury.

Nazwa programu pochodzi od wizjonerskiego założyciela Bose Corporation i absolwenta MIT Amara G. Bose ’51, SM ’52, ScD ’56. Po przyjęciu na MIT Bose został czołowym studentem matematyki i stypendystą Fulbrighta. Spędził 46 lat jako profesor na MIT, kierując innowacjami w projektowaniu audio i założycielem Bose Corp. W 1964 r. MIT uruchomił program grantowy Bose 11 lat temu, aby przez trzy lata zapewniać fundusze wykładowcom MIT, którzy proponują oryginalne, interdyscyplinarne i często ryzykowne projekty badawcze, które w przeciwnym razie prawdopodobnie nie byłyby finansowane z innych tradycyjnych źródeł.

„Bose Fellowship obiecuje pomóc odważnym i odważnym pomysłom urzeczywistnić się, a podejście to honoruje dziedzictwo Amara Bose” – mówi Barnhart. „Dzięki wsparciu tego programu nasi utalentowani wykładowcy mogą swobodnie odkrywać swoje śmiałe i innowacyjne pomysły”.

Głęboka, czysta przyszłość wodorowa

Przyszłość zielonej energii będzie zależeć od wykorzystania wodoru jako czystego źródła energii, sekwestracji zanieczyszczającego dwutlenku węgla i wydobywania minerałów niezbędnych do budowy technologii czystej energii, takich jak zaawansowane akumulatory. Unitem Abate wierzy, że ma rozwiązanie wszystkich trzech wyzwań: innowacyjny reaktor wodorowy.

Planuje budowę reaktora wytwarzającego naturalny wodór z ultramaficznych skał mineralnych znajdujących się w skorupie ziemskiej. „Ziemia to dosłownie gigantyczna fabryka wodoru czekająca na wykorzystanie” – wyjaśnia Abbate. „Przybliżone obliczenia dla pierwszych siedmiu kilometrów skorupy ziemskiej szacują, że skał ultramaficznych jest wystarczająco dużo, aby wytwarzać wodór przez 250 000 lat”.

Reaktor zaprojektowany przez Abate wtryskuje wodę w celu wywołania reakcji uwalniającej wodór, a jednocześnie wspomaga wtryskiwanie zmieniającego klimat dwutlenku węgla do skał, zapewniając globalną zdolność produkcyjną węgla wynoszącą 100 bilionów ton. Jednocześnie proces reaktorowy może dostarczyć niezbędnych pierwiastków, takich jak lit, nikiel i kobalt, które są jednymi z najważniejszych surowców stosowanych w bateriach i zaawansowanej elektronice.

„Ostatecznie naszym celem jest zaprojektowanie i opracowanie skalowalnego reaktora, który jednocześnie będzie podłączony do podziemi” – mówi Abate.

Rekiny jako oceanografowie

Jeśli chcemy lepiej zrozumieć, w jaki sposób poziom tlenu w morzach na całym świecie jest zakłócany przez działalność człowieka i zmiany klimatyczne, musimy zwrócić się do platformy sensorycznej „doskonalonej przez 400 milionów lat ewolucji, aby doskonale badać ocean: rekinów”. – mówi Andrzej Babin.

Oczekuje się, że w miarę ocieplania się planety oceany będą zawierać mniej rozpuszczonego tlenu, co będzie miało wpływ na globalną produktywność rybołówstwa, naturalną sekwestrację dwutlenku węgla i przepływ gazów cieplarnianych zmieniających klimat z oceanów do powietrza. Chociaż naukowcy zdają sobie sprawę ze znaczenia rozpuszczonego tlenu, śledzenie go na przestrzeni pór roku i dziesięcioleci oraz na niezbadanych obszarach, zarówno płytkich, jak i głębokich, okazało się trudne.

Celem Babina jest opracowanie niedrogiego czujnika tlenu rozpuszczonego, który można zintegrować z istniejącymi wcześniej elektronicznymi znacznikami rekinów używanymi przez biologów morskich. „Ta flota rekinów… w końcu umożliwi nam zmierzenie zasięgu stref o niskiej zawartości tlenu w oceanie, ich zmian sezonowych i oscylacji El Niño/La Niña oraz tego, jak będą się rozszerzać lub kurczyć w przyszłości”.

Babin twierdzi, że partnerstwo z rekinami uwydatni również znaczenie tych często znajdujących się w niekorzystnej sytuacji zwierząt dla zdrowia mórz i światowego rybołówstwa. „Mamy nadzieję, że kontynuując tę ​​pracę, która łączy życie mikroskopowe i makroskopowe, zainspirujemy przyszłych oceanografów i ekologów oraz doprowadzimy do lepszego zrozumienia chemii leżącej u podstaw globalnego zamieszkiwania”.

Odzież ciążowa monitorująca stan zdrowia płodu

Co roku na świecie dochodzi do dwóch milionów martwych urodzeń, a w samych Stanach Zjednoczonych 21 000 rodzin cierpi z powodu tej straszliwej straty. W wielu przypadkach matki i ich lekarze nie zostali ostrzeżeni o jakichkolwiek nieprawidłowościach lub zmianach w stanie zdrowia płodu, które mogłyby prowadzić do zgonów. Yoel Fink i jego współpracownicy szukają lepszego sposobu monitorowania stanu zdrowia płodu i zapewnienia proaktywnego leczenia.

Fink opiera się na latach badań nad tkaninami akustycznymi, aby zaprojektować niedrogą koszulę dla matek, która będzie monitorować i przekazywać ważne szczegóły dotyczące zdrowia płodu. Inspiracją do oryginalnych badań jego zespołu była funkcja błony bębenkowej i zaprojektowanie włókien, które można wplecić w inne tkaniny, tworząc coś w rodzaju mikrofonu materiałowego.

„Biorąc pod uwagę wrażliwość tkanin akustycznych na wyczuwanie tych wibracji w skali nanometrowej, czy odzież matki może przekroczyć swoją tradycyjną rolę i stać się monitorem zdrowia, wychwytującym sygnały akustyczne i wynikające z nich wibracje wynikające z bicia serca i ruchu płodu?” mówi Fink. „Czy prosty i niedrogi materiał mógłby zapewnić przyszłej matce lepszy sen, wiedząc, że jej płód jest stale podsłuchiwany?”

Mówi, że proponowana koszulka ciążowa będzie w stanie mierzyć tętno i częstość oddechów płodu, a także może wskazywać pozycję ciała płodu. Na końcowych etapach rozwoju on i jego współpracownicy mają nadzieję opracować metody uczenia maszynowego, które będą identyfikować nieprawidłowe tętno i ruchy płodu oraz będą dostarczać powiadomienia w czasie rzeczywistym.

Bazaltowy dom na Islandii

W krainie wulkanów Skylar Tibbetts chce zbudować dom będący studium przypadku prawie w całości ze skał bazaltowych, które tworzą krajobraz Islandii.

Architekci są coraz bardziej zainteresowani budowaniem z jednego naturalnego materiału – tworząc monomateriałową strukturę – którą można łatwo poddać recyklingowi. Obecnie przemysł budowlany odpowiada za 40% emisji dwutlenku węgla na całym świecie i składa się z wielu materiałów i konstrukcji, od metalu, przez plastik, po beton, których nie można łatwo zdemontować ani ponownie wykorzystać.

Proponowany dom bazaltowy na Islandii, projekt współprowadzony przez J. Gee, adiunkt na Wydziale Architektury, to „architektura składająca się w całości z otaczającego ją terenu, który pod koniec swojego życia rozpuszcza się z powrotem w otaczającym go terenie i może być poddawany recyklingowi w nieskończoność” – wyjaśnia Tibbetts.

Bazalt, najpowszechniejsza forma skały w skorupie ziemskiej, może być przędzony na włókna służące do izolacji i zbrojenia. W niektórych zastosowaniach włókna bazaltowe sprawdzają się równie dobrze jak włókna szklane i węglowe przy niższych kosztach, chociaż nie są szeroko stosowane w architekturze. W formie formowanej może wykonać odporną na korozję i ciepło instalację wodno-kanalizacyjną, okładziny i podłogi.

„Architektura jednomateriałowa to prosta, radykalna propozycja, która niestety wymyka się tradycyjnym metodom finansowania” – mówi Tibbetts. „Grant Bose to idealny i być może jedyny wybór dla naszych badań, które postrzegamy jako wyjątkowo możliwy do osiągnięcia przełom mający potencjał transformacyjny dla całego środowiska zbudowanego”.