Massachusetts Institute of Technology (MIT)’deki oluşumundan yaklaşık beş yıl sonra Abdul Latif Jameel Su ve Gıda Sistemleri Laboratuvarı (J-WAFS) bağışlarının desteklediği araştırmanın küresel erişimi ve olağanüstü potansiyeli daha net hale geliyor.
19 bölümden, laboratuvardan ve merkezden yaklaşık 60 MIT Sorumlu Araştırmacısı (PI); 58 finanse edilmiş doktora, yüksek lisans ve lisans öğrencisi; 35 doktora sahibi ve 15 ilave araştırma personeli J-WAFS’ın sağladığı finansmanla teşvik edilen yetenekli ve farklı araştırma topluluğunda yer alıyor. MIT’de, J-WAFS tohum hibesi programı su ve gıda araştırmaları için en önemli finansman kaynağıdır. Bu destek MIT araştırma topluluğuna insanoğlunun en ciddi zorluklarından bazılarıyla mücadele ederken önemli kaynaklar sağlıyor.
Araştırmalarının, su ve gıda sistemlerimiz üzerinde iklim değişikliklerini ve tüketimin neden olduğu talep artışlarına rağmen, su ve gıda ve güvenliği ve kaynakları üzerinde önemli etkiler yaratacağı ümit ediliyor. J-WAFS fonu önceki “tohum” araştırma bağışlarının ötesine geçiyor. J-WAFS Çözümleri Programı bu ve diğer yenilikçi teknolojilerin ve yaklaşımların ticarileştirilmesini destekler.
2019 J-WAFS başlangıç tohum bağışları için teklife çağrı dosyaları dağıtılmışken, Opening Doors 2016 yılında finanse edilmiş olan, sonucuna varmış bazı başlangıç projelerinin başarısına dönüp bakıyor.
Sudan ağır metal ekstraksiyonu için aktif maddeler
PI: Timothy Swager, Kimya Bölümü, John D. MacArthur Kimya Profesörü
Sudan moleküler seviyede kurşun ve cıva gibi toksinleri ayrıştıran polimer bazlı membranlar için ölçeklenebilir tasarımlar geliştirerek, sorumlu araştırmacı Timothy Swager su endüstrisini dönüştürebilecek bir teknoloji geliştirmeyi umuyor. Membranlar toksik metal iyonlarını yakalayıp serbest bırakmak için elektrik yüklerini manipüle ederek çalışır. Şimdiye kadar, Prof. Swager’in ekibi, her iki metali de başarılı bir şekilde ayıklayabilen bir prototip filtre inşa etti, geçerliliğini onayladı ve endüstriyel ölçekte nasıl kullanılabileceğini gösterdi. Ekip halihazırda başarılı araştırma sonuçlarının üzerine ekleme yaparak geliştirmek için MIT Enerji Girişimi’nden mali destek teminatı aldı. Bu devam bağışı yüksek performanslı yakıt hücrelerini oluşturulması için membran üretim süreci uygulamasını destekliyor. Prof. Swager aynı filtreleme stratejisinin bitkilerden belli molekülleri ayrıştırmak için nasıl kullanılabileceğini de araştırıyor.
Su ürünleri sistemlerinde patojen kontrol ajanları olarak bakteriyel virüsler
PI: Martin Polz, İnşaat ve Çevre Mühendisliği Profesörü
Su kültürü çiftliklerinin karşılaştığı pek çok zorluktan biri de bakteriyel enfeksiyona bağlı nüfus azalmasıdır. İstiridyeler ve kabuklu deniz hayvanları enfeksiyona karşı özellikle korumasız ve genel olarak yüksek dozda antibiyotikle tedavi ediliyorlar.
Ancak, bu strateji hastalık kontrolünde her zaman etkili değil. Aslında, su kültüründe antibiyotik kullanımı o kadar yaygın ki, zaman içinde etkileri düşüyor. Bunun yerine, zararlı bakterileri hedefleyebilen virüsler belki de sürdürülebilir bir alternatif olarak hizmet edebilir. Prof. Polz ve araştırma ekibi zararlı bakterilerin gelişmesini baskılayabilecek ektin ‘virüs kokteylleri’ oluşturmaya çabalıyorlar. Şimdiden bakterinin direnç geliştirme yeteneğinin önünde kalabilecek virüs kombinasyonlarını tanımlamak için virüs/bakteri etkileşimlerinin ayırt edici özelliklerini belirlediler ve bu araştırmayı virüs-bakteri etkileşiminin daha da ötesinde araştırmak için Simons Foundation’dan devam fonu aldılar.
PI’ler: Jongyoon Han, Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimi Bölümü ile Biyoloji Mühendisliği Bölümü Profesörü; Timothy Lu, Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimi Bölümü ile Biyoloji Mühendisliği Bölümü Profesörü
Gıda üretimi ve işleme tesislerinde gıda kaynaklı patojenlerin tespiti önemli bir sorun.
Erken tespit şirketlerin ve tesislerin gıda kaynaklı hastalık salgınlarını daha etkili bir şekilde kontrol etmesine izin verir; bu da maliyetleri ve kontamine gıda piyasaya ulaştığında meydana gelen sağlık üzerindeki olumsuz etkilerini azaltır. Mikroakışkan alanındaki uzmanlıklarını kullanan Prof. Han ve Prof. Lu gıda numunelerindeki hücreleri ayıran ve toplayan yüksek çıktılı bir aygıt geliştirdi.
Bu, özellikle Salmonella ve Listeria gibi bakterileri enfekte etmek ve mevcut kontaminasyon seviyesini açıkça ortaya koyacak şekilde parlamalarını sağlamak üzere tasarlanmış virüsleri kullanan virüs algılama sistemiyle birleştirilmiştir. Prof. Han’ın grubu şimdi bu teknolojinin su güvenliğinin testi için kullanılıp kullanılamayacağını değerlendiriyor.
Su piyasalarını güçlendirmenin avantajlarının tahmini
PI: Christopher Knittel, Sloan School of Management George P. Schultz Profesörü
Su kıtlığı gittikçe daha acil bir zorluk halini alırken ekonomik politika kırsal ve tarımsal alanlarda daha etkin su kullanımını nasıl artırabilir?
Kaliforniya’da 1980’den günümüze kadar yüzey suyu tahsisini yakalayan bilinen ilk tam veri setini bir araya getiren Prof. Knittel’in ekibi, su piyasalarının örn. su kaynaklarının satışı, satın alması ve takası gibi ekonomik ve çevresel avantajlarını anlamak ve miktarını belirlemek için su kullanımının daha doğru bir resmini çiziyor.
Prof. Knittel ABD Su Kaynakları Daire Başkanlığı, Devlet Su Kaynakları Kontrol Heyeti ve su fiyatlandırması konusunda faaliyet gösteren, her biri ilerideki araştırma sonuçlarına yatırım yapan, çok sayıda aracı ve danışmanlık şirketiyle başarılı ilişkiler geliştirdi.
Hava kirliliğinin küresel mahsul verimi üzerindeki etkileri
PI: Colette Heald, İnşaat ve Çevre Mühendisliği Yardımcı Profesörü
Hava kirliliği mahsul üretimini nasıl etkiler? Ozonun mahsul sağlığı ve verimi üzerindeki etkisi ile ilgili çok sayıda araştırma yapılmış olsa da, parçacıklı maddenin etkileri ile ilgili çok az araştırma mevcuttur.
İnşaat ve Çevre Mühendisliği Profesörü Colette Heald bu araştırma boşluğunu fark etti. Uçuşan parçacıklı maddelerin mahsul verimi üzerindeki etkilerini incelemek için 2016 J-WAFS tohum bağışı kullandı. Ekibi, mahsul üretimiyle atmosferik kimyasal aktarım modellerini birleştirerek hava kirliliğinin gıda üretimi etkileri ile ilgili ilk kapsamlı tahminleri oluşturdu. Modeller ozon bitkilerin yapraklarına zarar verirken parçacıklı maddenin güneş ışınımını yayabildiğini ve böylece bitkilere ulaşan güneş ışığını artırarak öngörülen ozon hasarının bir kısmını dengelediğini gösterdi. Ancak, araştırma sonuçları aynı zamanda yüksek değişkenlik olduğunu ortaya koydu; bu da parçacıklı maddenin küresel mahsul verimi üzerindeki bütünsel etkisinin belirsizliğini gösteriyordu.
J-WAFS: Çözüme yönelik bir araştırmanın katalizörü
2017 yılında, yedi araştırma projesi daha J-WAFS tohum bağışı fonundan toplam 1,4 milyon USD aldı.
Prof. Xuanhe Zhao ve Prof. John Lienhard’ın dünyada en yaygın kullanılan tuzdan arındırma prosesi olan ters ozmosun verimliğini büyük oranda artıracak ve maliyetleri düşürecek kimyasal içermeyen, titreşim bazlı bir membran temizleme teknolojisi geliştirme girişimi de bunlar arasındaydı. Prof. Zhao “Tatlı su, varlığımız için esastır,” diyor “ancak istikrarlı, sürdürülebilir bir arz sağlamak özellikle de Ortadoğu ve Kuzey Afrika gibi suyun kıt olduğu bölgelerde büyük bir zorluktur.” İkili, araştırmalarının ters osmozla ilişkili bakım ve işletim maliyetlerini düşürebileceğini, bunun da tüketiciler için suyun maliyetini düşürebileceğini umuyor.
2017’den beri Üç Su Çözümleri için Rasikbhai L. Meswani Bursu ve iki ilave J-WAFS Mezun Öğrenci Burs Programı ile beş MIT doktora öğrencisi gelecekte su rezervlerinin yönetimi üzerinde önemli etkiye sahip olabilecek projeler için araştırma desteği aldı.
Bunlar:
- Suudi Arabistan, Kenya ve Avustralya genelinde, tedarik planlama belirsizliklerini en aza indirebilecek mühendislik altyapısının tasarımı için bir analiz sistemi temin etmek – yağış miktarı, nüfus ve iklim değişikliği dahil (Sarah Fletcher, 2017 bursiyeri).
- Nihai olarak daha verimli, sürdürülebilir ve maliyet etkin tuzdan arındırmayı sağlayabilecek nanoteknoloji gelişimini destekleyecek gerekli bilgiyi oluşturma (Omar Labban, 2017 bursiyeri).
- Su kalitesi sensörleri olarak ucuz ve etkin biçimde kullanılabilecek genetik olarak tasarlanmış mikropları geliştirme (Tzu-Chieh Tang, 2017 bursiyeri).
- Ağacın ksilem dokusundan yapılmış, kırsal alanlarda ve savunmasız toplumlarda marjinal su rezervlerindeki kirliliğe neden olan maddeleri ayırabilecek, uygun fiyatlı, kullanımı kolay bir su filtresi tasarlanması (Krithika Ramchander, 2018 bursiyeri).
- Uluslararası su işletmecileri ortaklıklarının (WOP’ler) gelişmekte olan ülkelerde kamusal su ve sıhhi tesisat hizmetlerinin güçlendirilmesi için nasıl alternatif bir yaklaşım sunabileceğinin incelenmesi (Andrea Karin Beck, 2018 bursiyeri).
Araştırma devam ediyor
J-WAFS’nin 2018 yılında finansman sağladığı araştırmanın verdiği ürüne Prof. Ahmed Ghoniem ve doktora öğrencisi Kevin Kung tarafından yürütülen bir proje de dahildir.
İkili, çoğunlukla yerel kaynakları, işgücünü ve tarımsal atıkları kullanarak kırsal toplumlarda küçük ölçekte gübre üretmek için yeni biyokütle işleme teknolojisini geliştirecek bir proje üzerinde çalışıyor. “J-WAFS fonu bu pazarın yolunu açmaya başlamak ve umarız vizyonumuzu gerçeğe dönüştürmek için gereken ilk adımları atmamızı sağlıyor,” diyor Prof. Ghoniem. “J-WAFS ile çalışmanın bize sadece teknolojinin geliştirilmesi bakımından değil, aynı zamanda teknolojinin çeşitlendirmesinin ve ticarileştirilmesinin incelenmesi bakımından da yardımcı olabileceğine inanıyoruz.”
Bir başka proje düşük gelir gruplarına güvenli, uygun fiyatlı içme suyu sağlamak için ksilemin doğal özelliklerini denetim altına almayı ümit eden bir grup araştırmacı olan Prof. Rohit Karnik ve Kıdemli Okutman Amy Smith’i kapsıyor. “Güvenli su teminini kırsal ve düşük gelir seviyesine sahip alanlara yaymayı umarak, halihazırda piyasada bulunanlardan oldukça farklı olan doğal su filtreleme teknolojisinden yararlanmaya çalışıyoruz,” diyor Prof. Karnik.
J-WAFS projelerini içeren bu katalog ilk aşamadaki fikirler için araştırma desteğinin gelecekteki araştırmalar için zemin teşkil ederken dünyanın en büyük zorluklarından bazılarının ele alınmasına yardımcı olmak için yükseltilebilecek teknolojilere yön verebilecek ilerlemelerle nasıl sonuçlanabileceğini gösteriyor.
Burada belirtilenler ve J-WAFS tarafından finanse edilen diğer projeler hakkında daha fazla bilgiye J-WAFS web sayfasından ulaşabilirsiniz.
Basın Kitine Eklendi
