Среда, 21 февраля, 2024
ДомойНаукаШелковые решения: раскрытие секретов натуральных материалов для создания лучшего мира

Шелковые решения: раскрытие секретов натуральных материалов для создания лучшего мира

- Advertisement -

Бенедетто Марелли, профессор Массачусетского технологического института, объединяет инженерию и материаловедение для разработки технологий на основе шелка для решения глобальных проблем, таких как продовольственная безопасность. Он выступает за интеграцию академических исследований и предпринимательства, что привело к созданию Mori, компании, которая продает продукты для консервирования пищевых продуктов на основе шелка.

Профессор Бенедетто Марелли разрабатывает технологии на основе шелка, которые можно использовать «от лаборатории до вилки», включая помощь в выращивании сельскохозяйственных культур и сохранение скоропортящихся продуктов.

Бенедетто Марелли, выросший в Милане, любил разбираться в том, как все работает. Он ремонтировал сломанные устройства просто для того, чтобы иметь возможность разобрать их и собрать заново. Кроме того, с юных лет у него было сильное желание оказать положительное влияние на мир. Поступив в Миланский политехнический университет, он решил изучать инженерное дело.

«Инженерия мне показалась подходящей для реализации моих увлечений на стыке открытия того, как устроен мир, а также понимания законов природы и использования этих знаний для создания чего-то нового, что могло бы положительно повлиять на наше общество», — говорит Марелли. СПол М. Кук, доцент кафедры гражданского строительства и экологической инженерии по развитию карьеры.

Профессор Бенедетто Марелли использует технологии на основе шелка, чтобы помочь выращивать сельскохозяйственные культуры и сохранять скоропортящиеся продукты. Кредит: Джейк Белчер

Путешествие в биомедицинскую инженерию

Марелли решил сосредоточиться на биомедицинской инженерии, которая в то время была наиболее близка к биологической инженерии. «Мне понравилась идея продолжить исследования, которые дали мне возможность заниматься инженерной деятельностью», чтобы улучшить здоровье человека и сельское хозяйство, — говорит он.

Марелли получил докторскую степень в области материаловедения и инженерии в Университете Макгилла, а затем работал в лаборатории биоматериалов Университета Тафтса в качестве постдока. После постдока Марелли перешел на факультет гражданского строительства и охраны окружающей среды Массачусетского технологического института во многом из-за работы Маркуса Бюлера, профессора инженерии McAfee Массачусетского технологического института, который изучает, как создавать новые материалы, понимая архитектуру природных материалов.

: «Увеличение производства продуктов питания для обеспечения продовольственной безопасности постоянно растущего населения, восстановление почв, снижение воздействия удобрений на окружающую среду и устранение стрессовых факторов, вызванных изменением климата, — это социальные проблемы, которые требуют разработки быстро масштабируемых и легко реализуемых технологий», — говорит Марелли. . Кредит: Джейк Белчер

«Это перекликалось с моим обучением и идеей использования строительных блоков природы для построения более устойчивого общества», — говорит Марелли. «Для меня это был большой скачок вперед от биомедицинской инженерии к гражданской и экологической инженерии. Это означало полное изменение моего сообщества, понимание того, чему я могу преподавать и как наставлять студентов в новой инженерной отрасли. Поскольку Маркус работает с шелком, изучая способы создания лучших материалов, это позволило мне увидеть четкую связь с тем, что я делал, и тем, что я мог бы делать. Я считаю его одним из своих наставников здесь, в Массачусетском технологическом институте, и мне посчастливилось сотрудничать с ним».

Исследования и глобальное влияние

По его словам, исследования Марелли направлены на смягчение ряда насущных глобальных проблем.

«Увеличение производства продуктов питания для обеспечения продовольственной безопасности постоянно растущего населения, восстановление почв, снижение воздействия удобрений на окружающую среду и устранение стрессовых факторов, вызванных изменением климата, — это социальные проблемы, которые требуют разработки быстро масштабируемых и легко реализуемых технологий», — говорит он.

: «Знание того, что эта технология может способствовать уменьшению двух социальных кризисов, таких как пищевые отходы и воздействие пищевых продуктов на окружающую среду, является высшей наградой из всех», — говорит Марелли. Кредит: Джейк Белчер

Марелли и его коллеги-исследователи разработали покрытия из натурального шелка, которые продлевают срок хранения продуктов питания, доставляют биоудобрения семенам, посаженным в соленые, непродуктивные почвы, а также позволяют семенам формировать более здоровые растения и повышать урожайность на пораженных засухой землях. По словам Марелли, эти технологии хорошо зарекомендовали себя в полевых испытаниях, проводимых в Марокко в сотрудничестве с Политехническим университетом Мухаммеда VI в Бен-Гуэрире, и имеют большой потенциал.

«Я считаю, что благодаря этой технологии, а также общим усилиям руководителей MIT, участвующих в Климатический грандиозный вызов по революционному сельскому хозяйству«У нас есть реальная возможность положительно повлиять на здоровье планеты и найти новые решения, которые работают как в сельской местности, так и на высоко модернизированных сельскохозяйственных полях», — говорит Марелли, недавно получивший должность.

Награды и предпринимательство

Будучи исследователем и предпринимателем, имеющим около 20 патентов на свое имя и награды, включая премию Национального научного фонда «КАРЬЕРА», Президентскую премию за раннюю карьеру для ученых и инженеров и премию Оле Мэдсена за наставничество, Марелли говорит, что в целом его понимание структурных белков — и то, как использовать это понимание для производства современных материалов в различных масштабах — являются одними из его самых больших достижений.

: Марелли и его коллеги-исследователи разработали покрытия из натурального шелка, которые продлевают срок хранения продуктов питания, доставляют биоудобрения семенам, посаженным в соленые, непродуктивные почвы, а также позволяют семенам формировать более здоровые растения и повышать урожайность на пораженных засухой землях. Кредит: Джейк Белчер

Более конкретно, Марелли цитирует одно из своих открытий, связанное с клубникой. Обмакнув ягоду в съедобную шелковую суспензию без запаха и вкуса во время кулинарного конкурса, проводимого в его постдокторской лаборатории, он случайно оставил ее на своей скамейке, но примерно через неделю обнаружил, что она хорошо сохранилась.

«Покрытие клубники для увеличения срока ее хранения трудно превзойти, когда речь идет о том, чтобы убедить людей в том, что натуральные полимеры могут служить техническими материалами, которые могут положительно повлиять на наше общество», уменьшая пищевые отходы и потребность в энергоемких рефрижераторных перевозках. — говорит Марелли.

Поощрение предпринимательства в академических кругах

Когда Марелли выиграл премию Института биоинноваций и научную премию за инновации в 2022 году, он рассказал журналу Наука что он считает, что студентов следует поощрять выбирать предпринимательский путь. Он признал крутизну кривой обучения предпринимателя, но также отметил, что влияние исследований может быть экспоненциально увеличено.

Совсем недавно он расширил эту идею.

На вопрос, какая из его технологий окажет наибольшее влияние на мир, Марелли ответил: «Мне хотелось бы думать, что это те, которые еще предстоит открыть». Кредит: Джейк Белчер

«Я считаю, что все больше ученых и аспирантов должны попытаться «запачкать руки» предпринимательской деятельностью. Мы живем в то время, когда ученые призваны оказывать ощутимое влияние на наше общество, и перевод того, что мы изучаем в наших лабораториях, очевидно, является хорошим способом трудоустройства наших студентов и активизации глобальных усилий по разработке новых технологий, которые могут сделать наше общество более устойчивым и справедливым», — говорит Марелли.

Ссылаясь на дочернюю компанию Mori, которая выросла из открытия клубники в глазури и разрабатывает продукты на основе шелка для консервирования широкого спектра скоропортящихся продуктов, Марелли говорит, что ему очень приятно знать, что у Мори есть на рынке продукт, который результат его исследовательских усилий — и что 80 человек работают над переводом открытия из «лаборатории на стол».

«Знание того, что технология может помочь в таких кризисах, как пищевые отходы и воздействие пищевых продуктов на окружающую среду, является высшей наградой из всех», — говорит он.

Марелли говорит, что он советует студентам, которые ищут решения чрезвычайно сложных проблем, найти одно решение, «каким бы сумасшедшим оно ни было», а затем провести обширный обзор литературы, чтобы посмотреть, что сделали другие исследователи и есть ли «есть хоть какой-нибудь намек на то, что указывает на разработку их решения».

«Как только мы понимаем осуществимость, я обычно работаю с ними, чтобы максимально упростить ее, а затем разбить проблему на небольшие части, которые можно решать последовательно и/или параллельно», — говорит Марелли.

Этот процесс открытия продолжается. На вопрос, какая из его технологий окажет наибольшее влияние на мир, Марелли ответил: «Мне хотелось бы думать, что это те, которые еще предстоит открыть».

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме