Josh Moss is een Ph.D. student in het lab van professor Jesse Kroll, waar hij atmosferische chemie bestudeert en de chemie onderzoekt van gassen en deeltjes in de atmosfeer die mensen vrijgeven en hun interacties met bestaande deeltjes in de atmosfeer. Hij richt zich op organisch-chemische reacties die in de atmosfeer plaatsvinden en die in belangrijke mate bijdragen aan smogvorming. In het laboratorium, hij gebruikt een gecontroleerde atmosferische kamer om fysieke experimenten uit te voeren op de gasfasereacties die afkomstig zijn van smogdeeltjes. Moss werkt ook aan computermodellen voor het genereren en voorspellen van chemische reacties. Zijn onderzoek houdt zich bezig met chemicaliën die vaak worden aangetroffen in grote stedelijke steden zoals Los Angeles, Houston, en Mexico-Stad, en hij is geïnteresseerd in de implicaties die deze microdeeltjes hebben voor de menselijke gezondheid en klimaatverandering.

V:Wat zijn de real-world implicaties van uw onderzoek?

een:In de eerste plaats, veel van wat ik bestudeer heeft te maken met stedelijke vervuiling. Mijn werk is momenteel gericht op het begrijpen van de effecten die benzine, uitstoot van auto's, en de uitstoot van elektriciteitscentrales op smogvorming, en welke gevolgen deze kunnen hebben voor de toekomst van het milieu. Door de complexiteit van de atmosfeer, het is moeilijk om alle chemische reacties die tot smogvorming leiden af ​​te breken, daarom is dit nu de focus van ons onderzoek geworden.

Ik werk voornamelijk met stedelijke chemicaliën omdat ze over het algemeen minder onderzocht zijn dan biologisch uitgestoten chemicaliën, en stedelijke smog heeft nadelige gevolgen voor de menselijke gezondheid in dichtbevolkte steden. Wat de menselijke gezondheid betreft, kleine smogdeeltjes zijn over het algemeen schadelijk voor mensen om in te ademen omdat het kan leiden tot verschillende ziekten zoals hartfalen, hartinfarct, longziekte, en bepaalde soorten kanker. De grootste bron van onzekerheid in mondiale klimaatmodellen zit in deze kleine deeltjes. Direct, we weten niet precies in welke mate de deeltjes de temperatuur en het klimaat van de aarde beïnvloeden. Wat we wel weten is dat sommige deeltjes zonlicht kunnen verstrooien, die de aarde koelt. Anderzijds, donkere deeltjes absorberen zonlicht en kunnen de aarde zelfs opwarmen. Naast dit, veel deeltjes leiden tot wolkenvorming, wat ook bijdraagt ​​aan zowel de afkoeling als de opwarming van de aarde.

Mensen verhogen regelmatig de concentratie van deeltjes in de atmosfeer. Bijvoorbeeld, kleine deeltjes kunnen afkomstig zijn van verbranding of van deeltjes die zijn gevormd door chemicaliën die in de atmosfeer hebben gereageerd, bekend als secundaire organische aerosol. In de loop van hun reacties, ze hebben de neiging om aan elkaar te kleven met andere chemicaliën. Hoewel ze niet als deeltjes worden uitgestoten, door de chemische reacties die ze ondergaan, deeltjes worden gevormd. Het begrijpen van secundaire organische aerosol is echt de kern van mijn onderzoek. Bijvoorbeeld, als je naar een foto van LA kijkt, de smogvorming boven de stad is extreem zichtbaar omdat ze een overvloed aan mensen hebben in een geconcentreerd gebied met talloze auto's. De combinatie van gasemissies samen met de warme, zonnig weer zorgt voor de perfecte conditie om veel smogdeeltjes te vormen. Dit is waar ik echt in geïnteresseerd ben als het gaat om mijn onderzoek.

Vraag:Welke kansen heb je gehad om dieper in je onderzoek te duiken?

A:Ik kreeg afgelopen zomer de kans om naar Parijs te gaan, die heeft geleid tot de volgende spannende fase van mijn onderzoek, computermodellering. We werken samen met een laboratorium in Parijs dat een unieke software heeft ontwikkeld, GECKO-A genaamd, die chemische reacties in de atmosfeer kan voorspellen, geeft me een nieuwe weg om na te streven in mijn onderzoek. Professor Kroll schreef een beurs, gefinancierd door MIT International Science and Technology Initiatives met het lab in Parijs, waardoor ik bijna een maand naar Frankrijk kon reizen om de software te leren gebruiken. De software is zeer complex, vertrouwen op kennis van kwantumchemie om reacties te voorspellen. Jesse en ik zijn enthousiast over wat dit ons kan vertellen over de atmosfeer die experimenten niet kunnen.

De atmosfeer is misschien wel het meest complexe chemische systeem op aarde, wat het ongelooflijk moeilijk maakt om te bestuderen. Na enkele uren reactie, een enkele chemische soort kan veranderen in miljoenen verschillende chemicaliën. Ook al voeren we experimenten uit in een gecontroleerde atmosferische kamer in ons lab, het is onmogelijk om elke chemische stof die tijdens een reactiereeks wordt gegenereerd, te meten en te kwantificeren. Om verder in mijn onderzoek te duiken, Jesse en ik denken dat de beste manier van handelen is om onze experimentele resultaten te vergelijken met de modelsimulatieresultaten om beide datasets te verbeteren. De modellen kunnen ons gedetailleerd inzicht geven in de verschillende chemische routes die verband houden met smogvorming, en de experimentele gegevens kunnen dienen om de modelresultaten te aarden in onze waarneembare realiteit.

Vraag:Wat is de volgende stap voor jou?

A:Ik ben nog bezig met het afronden van mijn scriptie, maar mijn langetermijndoelen zijn onder meer professor worden. Ik hou van lesgeven en onderzoek doen, dus het nastreven van een carrière als hoogleraar past perfect bij mij. Ik heb verschillende kansen gehad om TA-lessen te volgen hier bij MIT, inclusief de Traveling Research Environmental Experience-klasse (TREX), waar ik met studenten naar Hawaï ging om vulkanische emissies te bestuderen. TREX was een van de meest bevredigende leerervaringen, en ik hoop de opwinding en vreugde die ik van TREX voelde mee te nemen in al mijn toekomstige onderwijsactiviteiten.

Recenter, Ik heb nagedacht over een paar andere potentiële carrièrepaden. Ik ben geïnteresseerd in milieurecht en overheidsbeleid omdat ik hierdoor mijn onderzoek en kennis zou kunnen toepassen om het beleid dat ons milieu beschermt vorm te geven. Ik ben erg gepassioneerd door politiek, en ik maak me zorgen over de afnemende leiderschapsrol van de Verenigde Staten op het wereldtoneel, met name in kwesties met betrekking tot klimaatverandering. Ik ben van mening dat wetenschappers een directere rol moeten spelen bij het vormgeven van kritisch beleid, en ik zou graag een bijdrage leveren op welke manier dan ook. Mijn grootste passie ligt bij het opleiden en informeren van mensen over de moeilijke en vaak zeer genuanceerde milieu-uitdagingen waar we voor staan. Ik heb verschillende openbare lezingen gegeven in de omgeving van Boston, en organiseerde een verscheidenheid aan lessen voor middelbare en middelbare scholieren die volgens mij van vitaal belang zijn voor onze collectieve toekomst. Ik geloof dat de weg naar het verbeteren van ons milieu, en meer in het algemeen onze wereld, ligt in het onderwijs. Als ik mijn enthousiasme voor milieuwetenschap en scheikunde op anderen kan overbrengen, Ik zal het beschouwen als een goed uitgevoerde klus.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), een populaire site met nieuws over MIT-onderzoek, innovatie en onderwijs.