Een deel van de classificatie als een van de 86 openbare instellingen in de categorie Very High Research Activity (R1) door de Carnegie-classificatie van instellingen voor hoger onderwijs betekent dat enkele van de beste en slimste onderzoekers over de hele wereld naar Texas Tech University komen.

Dat betekent ook het identificeren en rekruteren van enkele van de beste jonge, op onderzoek gerichte geesten om als niet-gegradueerden of afgestudeerde studenten naar de campus te komen. Julia Kagiliery zou er zo een kunnen zijn.

Voordat ze naar de universiteit gaat, echter, de junior uit Jacksonville, Florida, krijgt al een voorproefje van hoe het is om een ​​volleerd, gepubliceerd onderzoeker door haar werk met Texas Tech faculteitslid David Weindorf. Samen, samen met de hulp van andere onderzoekers in de VS, ze hebben een paper gepubliceerd in de International Journal of Coal Geology waar ze optische en röntgenmethoden combineerden om het bruinkoolzwavelgehalte in steenkool te kwantificeren.

"Het is absoluut geweldig om zo jong te publiceren, " zei Kagiliery, een 16-jarige honoursstudent aan de Episcopal School of Jacksonville. "Ik denk dat jonge mensen vaak worden ontslagen vanwege hun leeftijd in alle studierichtingen. Er is een soort van overtuiging dat jonge mensen, vooral jonge vrouwen, zijn minder geschikt voor dit soort projecten.

"Ik ben zo dankbaar voor alle mensen die me hebben geholpen in dit project, omdat ze echt in mij geloofden. Dit is echt iets speciaals voor mij, en het dient als een bewijs van de kracht van hard werken en vasthoudendheid. Dr. Weindorf zegt altijd:'Je hebt grootsheid in je, weet het, groei het, laat het zien.'"

Weindorf, een associate vice-president in het Office of Research &Innovation en een professor en BL Allen bijzonder leerstoel Pedologie bij de afdeling Plant and Soil Science in het College of Agricultural Sciences &Natural Resources, zag Kagiliery's passie voor onderzoek en haar drive om te slagen toen ze hem voor het eerst benaderde over een eerder wetenschappelijk project op de middelbare school.

"Mijn onderzoeksteam en ik werken al meer dan tien jaar aan de ontwikkeling van proximale sensoren, " Weindorf zei. "We worden algemeen beschouwd als internationale autoriteiten in een dergelijke analyse. Het bruinkoolproject is er een waar ik al jaren mee bezig ben, maar ik had nooit de juiste kansen gekregen om het tot wasdom te brengen.

"Eerlijk, dit soort onderzoek is zeer nieuw."

Als tweedejaars, voor haar middelbare school wetenschapsbeurs, Kagiliery voerde een onderzoek uit naar de fytoremediatie van met motorolie verontreinigde grond door de zeehaver te onderzoeken die langs het strand groeit. Het was een project geïnspireerd door haar liefde voor het strand en haar herinnering aan de schade aan de stranden van Florida in de nasleep van de Deepwater Horizon-explosie in 2010 en de daaropvolgende olieramp.

Door dit project kwam ze in contact met Weindorf, na het lezen van zijn artikel over aardoliedetectie in Alabama in verband met de Deepwater Horizon-lekkage. Ze vloog naar Lubbock om te werken met Weindorf en de zichtbare nabij-infrarood (VisNIR) spectroscopietechniek van proximale sensing.

Het was in die tijd dat de twee andere sensoren begonnen te bespreken die konden worden gebruikt en andere materialen die konden worden getest. Gezien het werk van Weindorf op het gebied van proximale sensortoepassing en het bruinkoolproject dat nog moest worden ontwikkeld, het gebruik van de technieken op steenkool werd de natuurlijke fit.

Het project onderzocht nieuwe manieren om het zwavelgehalte van bruinkool te bepalen, met behulp van VisNIR en draagbare röntgenfluorescentie (PXRF) spectrometrie en optische sensoren zoals NixPro, die allemaal relatief nieuw zijn en gegevens op verschillende manieren weergeven, maar die volgens Weindorf snel wereldwijd aan populariteit winnen voor een aantal toepassingen.

Maar voordat enig bruinkoolonderzoek kon worden uitgevoerd, de monsters moesten worden verzameld.

Weindorf nam contact op met collega's in North Dakota om toegang te krijgen tot actieve kolenmijnen en begon een team van onderzoekers samen te stellen om te helpen bij het project, waaronder promovendus in de planten- en bodemkunde Autumn Acre en senior Cynthia Jordan.

Kagiliery en de anderen namen monsters van vier verschillende mijnen in North Dakota en verzamelden 250 monsters over een periode van twee dagen. Gebruikmakend van het laboratorium van Eric C. Brevik aan de Dickinson State University in Dickinson, Noord-Dakota, Kagiliery grond, droog, elk monster geëtiketteerd en gesubmonsterd, een paar gram van elk monster naar het laboratorium van medewerker Nicholas Jelinski van de Universiteit van Minnesota en de rest naar het laboratorium van Weindorf bij Texas Tech.

Een paar weken later, Kagiliery vloog naar Lubbock waar ze de volgende twee dagen doorbracht met het scannen van elk monster met de VisNIR, de NixPro en de PXRF, proberen te ontdekken welke, of welke combinatie van methoden, kan het zwavelgehalte van de bruinkool het beste voorspellen.

Bij het maken van een model om het zwavelgehalte te bepalen met gebruikmaking van alle hulpmiddelen, Kagiliery gebruikte 75 procent van de monsters om het model te kalibreren en de resterende 25 procent om de nauwkeurigheid van het model te controleren. Ze werkte zij aan zij met Somsubhra Chakraborty van het Indian Institute of Technology-Kharagpur, een van de naaste medewerkers van Weindorf, om verschillende statistische modellen te evalueren voor het gebruik van de verzamelde gegevens.

Van alle verzamelde en geanalyseerde gegevens, er werd vastgesteld dat een combinatie van de optische NixPro-sensor en de PXRF-gegevens het meest succesvol waren in het voorspellen van het zwavelgehalte van de bruinkool, met een nauwkeurigheid van ongeveer 85 procent, beter dan beide sensoren op zich.

Het nauwkeurig bepalen van het zwavelgehalte van steenkool heeft enorme milieueffecten, omdat bij het verbranden van steenkool die veel zwavel bevat zwaveldioxide ontstaat, wat leidt tot zure regen.

"In delen van het land met een beperkte buffercapaciteit, dit kan de grond snel verzuren, oppervlaktewater, enzovoort., het veroorzaken van aanzienlijke milieuschade, "Weindorf zei. "Wat ons onderzoek heeft aangetoond, is dat een in het veld draagbare, handinstrument heeft de mogelijkheid om het zwavelgehalte in bruinkool nauwkeurig te meten. Terwijl ons project werd uitgevoerd in een laboratorium om alle variabelen zorgvuldig te controleren voor wetenschappelijk onderzoek, de gebruikte apparatuur is in het veld draagbaar en kan gemakkelijk worden aangepast voor gebruik in het veld. Dus, het gebruik van dergelijke technologie in realtime voor een snelle analyse van steenkool, in actieve mijnen, lijkt aannemelijk."

Kagiliery gaat over twee jaar naar de universiteit met een voorsprong op haar klasgenoten - in feite, voor de meeste van haar collega's in de VS Ze is een gepubliceerde wetenschappelijk onderzoeker.

Dit project lijkt nog maar het begin te zijn. Ze blijft met Weindorf samenwerken aan ideeën voor toekomstige projecten door hun veelzijdigheid te gebruiken om problemen zowel in de verte als dichtbij huis te onderzoeken.

"Ik heb altijd geweten dat ik de wetenschap in wilde gaan, maar dat doel voelde altijd zo ver weg, " zei Kagiliery. "Ik heb nooit echt nagedacht over hoe het er eigenlijk uitzag om een ​​wetenschapper te zijn. Deze ervaring heeft me laten zien hoe het is om echte wetenschap te doen, en dat ik niet hoef te wachten tot ik afgestudeerd ben om impact te maken.

"Dit heeft zeker mijn carrièredoelen verschoven om meer op onderzoek en publicatie gebaseerd te zijn. Het heeft me ook kennis laten maken met een nieuw wetenschapsgebied. Ik heb altijd geweten dat ik scheikunde en biologie leuk vond door mijn lessen op school en studieboeken, maar ik heb een recente liefde voor milieuwetenschap gevonden. Het heeft zeker mijn ogen geopend voor de diepte en mogelijkheden van mijn toekomst."

Waar zouden die mogelijkheden collegiaal kunnen liggen? "Mijn vroegere leraren en Dr. Weindorf hebben me geleerd over de waarde van mensen in mijn opleiding, " zei Kagiliery. "Als ik erover nadenk hoe ik de onderzoeker en student ben geworden die ik ben, Ik word getroffen door de mensen die me onderweg hebben gesteund en aangemoedigd. Dr. Weindorf is in dat opzicht een van de meest invloedrijke mensen voor mij geweest. Ik kijk ernaar uit om mijn onderzoek voort te zetten, waar het me ook brengt, inclusief Texas Tech. Als junior, Ik heb nog wat tijd om mijn opties te overwegen, maar Texas Tech staat hoog op mijn lijst."