在麻省理工学院 (MIT) 成立近五年后，安利捷水和食品系统实验室 (J-WAFS) 资助研究的全球影响力和巨大潜力变得越来越清晰。

麻省理工学院 19 个系部、实验室和中心的近 60 名首席研究员 (PI)；58 名博士、硕士和本科生；在 J-WAFS 的资助下，还有 35 名博士后和 15 名其他研究人员参与了技术和多样化研究领域。在麻省理工学院，J-WAFS 种子资助计划是水和食品研究最重要的资金来源。这种支持为麻省理工学院研究领域提供了必要的资源，帮助他们努力应对人类最严峻的挑战。

气候变化和消费导致我们对水和食品系统的需求不断增加，尽管如此，但他们希望自己的研究将对水和食品安全和供应产生重大影响。J-WAFS 资金还会超越早期的“种子”研究资助范围。J-WAFS 解决方案计划为这些研究和其他创新技术和方法提供商业化支持。

2019 年 J-WAFS 初始种子资助提案请求已分发，Opening Doors 回顾了 2016 年首批资助的一些初始项目的成功，这些项目最近得出了结论。

从水中提取重金属的放射性材料

首席研究员：化学系化学教授 Timothy Swager 和 John D. MacArthur

通过研发可扩展的聚合物膜设计，可从水分子层面去除铅和汞等毒素，例如，首席研究员 Timothy Swager 希望开发一种可以改变水行业的技术。膜通过操纵电荷捕获和释放有毒金属离子。迄今为止，Swager 教授团队已建造并验证了一款原型过滤器，不仅成功去除了这两种金属，还展示了如何应用于工业规模。该团队已获得麻省理工学院能源计划的财务支持，巩固研究成果。这笔后续资助用于支持膜生产过程的应用，以创造高性能燃料电池。Swager 教授还在探索相同的过滤策略如何用于从植物中精准提取特定分子。

 

细菌病毒作为水产养殖系统中的病原体控制剂

首席研究员：土木与环境工程系教授 Martin Polz

水产养殖场面临众多挑战，其中之一就是细菌感染导致的水产群体下降。牡蛎和贝类特别容易受到感染，通常用大剂量抗生素加以治疗。

然而，这种策略在控制疾病方面并非始终有效。事实上，水产养殖使用抗生素极为普遍，久而久之，效果就会变得不太理想。相反，针对特定有害细菌的病毒或许能够发挥可持续替代品的作用。Polz 教授和他的研究团队正尝试创造有效的“病毒鸡尾酒”，抑制有害细菌的生长。他们已经对病毒/细菌的相互作用进行了表征和绘图，识别出的病毒组合始终领先于细菌形成抗药性的能力，并且已获得 Simons Foundation 的后续资金，以进一步探索这种病毒-细菌相互作用的研究。

 

通过与微流体样品制备平台集成的工程化噬菌体，实时、现场检测食源性病原体

首席研究员：电气工程与计算机科学系和生物工程系教授 Jongyoon Han；电气工程与计算机科学系和生物工程系副教授 Timothy Lu

检测食品生产和加工设施中的食源性病原体是一个主要问题。

公司和加工厂通过早期检测，能够更有效控制食源性疾病的爆发，从而降低成本，防止污染食品上市危害健康。Han 教授和 Lu 教授凭借微流体专长，建造了一种高速药物筛选设备，可以分离和浓缩食品样品中的细胞。

此款设备与病毒检测系统结合使用，该系统使用专门用于感染沙门菌和利斯特菌等细菌的病毒，并使其点亮（快速显示存在的污染水平）。Han 教授目前正在评估该技术是否可用于水安全测试。

评估有利于强化水市场的优势

首席研究员：麻省理工学院斯隆管理学院 Christopher Knittel、George P. Schultz 教授

水资源短缺构成的挑战日益紧迫，经济政策如何在城市和农业环境中促进高效用水？

Knittel 教授的团队搜集编制首个已知的加利福尼亚地表水分配完整数据集（1980 年至今），并在绘制更准确的用水情况，以便了解和量化水市场的经济和环境效益，例如：销售、购买和交易水资源。

Knittel 教授已与美国水资源部、州水资源控制委员会以及参与水价定价的多家经纪和咨询公司成功建立关系，这些机构组织均投资未来的研究成果。

空气污染影响全球作物产量

首席研究员：土木与环境工程系副教授 Colette Heald

空气污染如何影响作物产量生产？  在臭氧影响作物健康和产量方面，已开展大量研究，但有关颗粒物质影响的研究少之又少。

土木与环境工程系教授 Colette Heald 注意到了这个研究缺口。凭借 2016 J-WAFS 种子资助计划，她研究了空气中颗粒物对作物产量的影响。通过结合作物生产和大气化学物质传输模型，她的团队首次综合评估了空气污染对粮食生产的影响。这些模型显示，虽然臭氧会破坏植物的叶子，但颗粒物质可以扩散太阳辐射，从而增加植物可用的阳光，抵消一些预期的臭氧损害。但是，研究结果同样显示出很大程度的变异性，表明颗粒物质对全球作物产量整体影响具有不确定性。

J-WAFS：解决方案为本的研究催化剂

2017 年，J-WAFS 种子资助计划共出资 140 万美元为超过 7 个研究项目提供支持。

其中，Xuanhe Zhao 教授和 John Lienhard 教授致力于开发一种无化学品、基于振动的膜清洁技术，这种技术可极大提高效率，降低全球广泛用于脱盐流程的反渗透成本。“淡水是我们的生存基础。”Zhao 教授说，“但是，确保可持续的稳定供应面临巨大挑战，尤其是在中东和北非等缺水地区。”  两人希望他们的研究可以降低反渗透相关的维护和运营成本，进而也应该降低消费者的水成本。

通过三个 Rasikbhai L. Meswani 水资源解决方案奖学金，以及两个额外的 J-WAFS 研究生奖学金计划奖，自 2017 年以来，麻省理工学院的五名博士生获得项目研究支持，因为这些项目可能会对未来供水管理产生重大影响。

项目：

  • 在沙特阿拉伯、肯尼亚和澳大利亚，为工程基础设施设计提供分析系统，最大程度减少供应规划的不确定性，包括降雨量、人口和气候变化（Sarah Fletcher，2017 年获奖者）。
  • 为支持纳米技术发展积累必要知识，从而最终使得脱盐更加高效、更加可持续、成本效益更好（Omar Labban，2017 年获奖者）。
  • 开发的基因工程微生物可廉价高效用作水质传感器（Tzu-Chieh Tang，2017 年获奖者）。
  • 设计一种价格合理、易于使用的木材木质部组织水过滤器，可以去除农村地区和易受污染社区劣质水源的污染物（Krithika Ramchander，2018 年获奖者）
  • 研究跨国水运营商的伙伴关系 (WOP) 如何为发展中国家的供水和卫生公共设施提供替代方案（Andrea Karin Beck，2018 年获奖者）

进展中的研究

J-WAFS 2018 年资助的研究成果还包括 Ahmed Ghoniem 教授和博士生 Kevin Kung 负责的一个项目。

两人的研究项目致力于寻求改进新的生物质处理技术，在农村社区小规模生产肥料，并且主要使用当地资源、劳动力和农业废弃物。“J-WAFS 提供的资金使我们能够采取必要的第一步，开始进入这个市场，并有望将我们的愿景变为现实，”Ghoniem 教授表示。“我们也相信，与 J-WAFS 合作不仅可以帮助我们进行技术开发，还可以帮助我们探索技术的多样化和商业化。”

另一个项目的负责人是 Rohit Karnik 教授和 Amy Smith 高级讲师，他们领导的研究小组希望利用木材木质部的天然品质，为低收入群体提供可负担的安全饮用水。“我们致力于利用一种与市面上已有技术截然不同的天然滤水技术，希望能够改善农村和低收入社区的安全用水供给。”Karnik 教授表示。

这份 J-WAFS 项目目录册显示了萌芽理念的研究支持如何推动随后两个方面的进展：为未来研究奠定重要基础；研究发明的技术能够扩大规模，有利于应对一些全球严峻挑战。

了解这些和其他 J-WAFS 资助项目的更多详情，敬请浏览 J-WAFS 网站。