Rohit Karnik, een universitair hoofddocent werktuigbouwkunde aan het MIT, gaat uitdagingen uit de echte wereld aan met zijn onderzoek naar microfluïdica en nanofluïdica. De onderzoeken die Karnik en zijn team hebben uitgevoerd naar de vloeistofstroom op moleculair niveau hebben belangrijke gegevens opgeleverd over het unieke gedrag van vloeistoffen, en heeft geleid tot de ontwikkeling van nieuwe technologieën die mogelijk enkele van 's werelds meest urgente problemen kunnen oplossen.

Bloedanalyse is van cruciaal belang voor de diagnose van malaria en tal van andere ziekten, en is bijzonder uitdagend in ontwikkelingsregio's, waar dure diagnostische laboratoriumapparatuur niet direct beschikbaar is. Op zoek naar een betaalbaar point-of-care diagnostisch apparaat dat direct het bloed van een patiënt kan analyseren, Karnik, die het onderzoekslaboratorium Microfluidics en Nanofluidics leidt, en zijn team hebben een nieuwe microfluïdische techniek ontwikkeld die specifieke cellen snel kan scheiden van monsters van volbloed. Het proces is gebaseerd op de natuurlijke interactie van moleculen op de cel met moleculen op het oppervlak van de kanalen van het apparaat, het aantal benodigde stappen voor analyse aanzienlijk verminderen.

De onderzoeksgroep Karnik is ook de uitdaging aangegaan om te zorgen voor veilig drinkwater, een mondiaal probleem dat ongeveer een miljard mensen over de hele wereld treft. Karnik was de eerste die het filterpotentieel van xyleem herkende, poreus weefsel in het vaatstelsel van planten dat vloeistof transporteert. Xylem bevat membranen die klein genoeg zijn om water door te laten, maar geen bacteriën. Het team onderzocht xyleemstructuren van planten en bouwde een waterfilter door simpelweg de tak van een dennenboom af te breken, de schors afpellen, en verontreinigd water door de tak laten stromen. Het geïmproviseerde filter was in staat om in één filtratiestap meer dan 99 procent van de bacteriën uit het water te verwijderen. De eigenaardige structuur van xyleem maakte hoge waterstroomsnelheden mogelijk, wijzend op het potentieel van het bouwen van compacte, goedkoop, wegwerp waterfilters van plant xyleem.

De groep richt zich ook op het beheersen van de nanostructuur van materialen zoals grafeen voor verbeterde waterontzilting en gasscheidingen; microfluïdische scheiding van kankercellen; en fluïdische apparaten om de kwaliteit van nanodeeltjes voor medicijnafgifte te verbeteren.