Josh Moss è un dottorato di ricerca. studente nel laboratorio del professor Jesse Kroll, dove studia la chimica dell'atmosfera ed esamina la chimica dei gas e delle particelle nell'atmosfera che gli esseri umani stanno rilasciando e le loro interazioni con le particelle esistenti nell'atmosfera. Si concentra sulle reazioni chimiche organiche che si verificano nell'atmosfera e che contribuiscono in modo significativo alla formazione dello smog. In laboratorio, utilizza una camera atmosferica controllata per condurre esperimenti fisici sulle reazioni in fase gassosa che hanno origine dalle particelle di smog. Moss lavora anche su modelli informatici per la generazione e le previsioni di reazioni chimiche. La sua ricerca riguarda le sostanze chimiche che si trovano comunemente nelle grandi città urbane come Los Angeles, Houston, e Città del Messico, ed è interessato alle implicazioni che queste microparticelle hanno sulla salute umana e sui cambiamenti climatici.

D:Quali sono le implicazioni reali della tua ricerca?

R:Principalmente, molto di quello che studio è legato all'inquinamento urbano. Il mio lavoro è attualmente incentrato sulla comprensione degli impatti che la benzina, emissioni delle auto, e le emissioni delle centrali elettriche hanno sulla formazione di smog, e quali impatti possono avere sul futuro dell'ambiente. A causa della complessità dell'atmosfera, è difficile abbattere tutte le reazioni chimiche che portano alla formazione di smog, ecco perché questo è diventato il fulcro della nostra ricerca ora.

Mi occupo principalmente di sostanze chimiche urbane perché in genere sono state studiate meno delle sostanze chimiche emesse biologicamente, e lo smog urbano ha effetti negativi sulla salute umana nelle città densamente popolate. In termini di salute umana, le piccole particelle di smog sono generalmente dannose per le persone da inalare perché possono portare a varie malattie come l'insufficienza cardiaca, ictus, malattia polmonare, e alcuni tipi di cancro. La più grande fonte di incertezza nei modelli climatici globali è in queste piccole particelle. Proprio adesso, non siamo sicuri esattamente fino a che punto le particelle stanno influenzando la temperatura e il clima della Terra. Quello che sappiamo è che alcune particelle possono disperdere la luce solare, che raffredda la Terra. D'altra parte, le particelle più scure assorbono la luce solare e possono effettivamente riscaldare la Terra. In aggiunta a questo, molte particelle portano alla formazione di nubi, che contribuisce sia al raffreddamento che al riscaldamento della Terra.

Gli esseri umani stanno aumentando regolarmente la concentrazione di particelle nell'atmosfera. Ad esempio, minuscole particelle possono provenire dalla combustione o da particelle formate da sostanze chimiche che hanno reagito nell'atmosfera, noto come aerosol organico secondario. Nel corso delle loro reazioni, tendono ad attaccarsi ad altri prodotti chimici. Anche se non vengono emessi come particelle, a causa delle reazioni chimiche che subiscono, si formano le particelle. Comprendere l'aerosol organico secondario è davvero il fulcro della mia ricerca. Per esempio, se guardi una foto di Los Angeles, la formazione di smog sulla città è estremamente visibile perché hanno un'abbondanza di persone in un'area concentrata con innumerevoli auto. La combinazione delle emissioni di gas insieme al caldo, il tempo soleggiato crea le condizioni perfette per formare una grande quantità di particelle di smog. Questo è ciò che mi interessa davvero quando si tratta della mia ricerca.

D:Quali opportunità hai avuto per approfondire la tua ricerca?

A:Mi è stata offerta l'opportunità di andare a Parigi la scorsa estate, che ha portato alla prossima entusiasmante fase della mia ricerca, modellazione informatica. Stiamo collaborando con un laboratorio di Parigi che ha sviluppato un software unico chiamato GECKO-A in grado di prevedere le reazioni chimiche nell'atmosfera, dandomi una nuova strada da perseguire nella mia ricerca. Il professor Kroll ha scritto una borsa di studio, finanziato da MIT International Science and Technology Initiatives con il laboratorio di Parigi, che mi ha permesso di viaggiare in Francia per quasi un mese per imparare a usare il software. Il software è molto complesso, basandosi sulla conoscenza della chimica quantistica per prevedere le reazioni. Jesse e io siamo entusiasti di ciò che questo può dirci sull'atmosfera che gli esperimenti non possono.

L'atmosfera è probabilmente il sistema chimico più complesso sulla Terra, il che lo rende incredibilmente difficile da studiare. Dopo diverse ore di reazione, una singola specie chimica può trasformarsi in milioni di sostanze chimiche diverse. Anche se eseguiamo esperimenti in una camera ad atmosfera controllata nel nostro laboratorio, è impossibile misurare e quantificare ogni sostanza chimica generata durante una sequenza di reazione. Per approfondire la mia ricerca, Jesse e io pensiamo che la migliore linea d'azione sia confrontare i nostri risultati sperimentali con i risultati della simulazione del modello per migliorare entrambi i set di dati. I modelli possono darci informazioni dettagliate sulle diverse vie chimiche legate alla formazione dello smog, ei dati sperimentali possono servire a radicare i risultati del modello nella nostra realtà osservabile.

D:Qual è il prossimo passo per te?

A:Sto ancora lavorando per finire la mia tesi, tuttavia i miei obiettivi a lungo termine includono diventare un professore. Amo insegnare e fare ricerca, quindi perseguire una carriera come professore è perfetto per me. Ho avuto diverse opportunità di corsi di AT qui al MIT, compresa la classe Traveling Research Environmental Experience (TREX), dove sono andato alle Hawaii con studenti universitari per studiare le emissioni vulcaniche. TREX è stata una delle esperienze didattiche più appaganti, e spero di portare l'eccitazione e la gioia che ho provato da TREX in tutti i miei futuri sforzi di insegnamento.

Più recentemente, Ho rimuginato su altri potenziali percorsi di carriera. Sono interessato al diritto ambientale e alle politiche pubbliche perché mi consentirebbe di applicare le mie ricerche e conoscenze per contribuire a plasmare le politiche che proteggono il nostro ambiente. Sono molto appassionato di politica, e sono stato preoccupato dalla diminuzione del ruolo di leadership degli Stati Uniti sulla scena globale, in particolare sui temi del cambiamento climatico. Credo che gli scienziati dovrebbero assumere un ruolo più diretto nella definizione di politiche critiche, e sarei felice di contribuire in ogni modo possibile. La mia passione principale consiste nell'educare e informare le persone sulle sfide ambientali difficili e spesso molto sfumate che dobbiamo affrontare. Ho tenuto diversi discorsi pubblici nell'area di Boston, e ha ospitato una varietà di classi per studenti delle scuole medie e superiori che penso sia di vitale importanza per il nostro futuro collettivo. Credo che il percorso per migliorare il nostro ambiente, e più in generale il nostro mondo, sta nell'educazione. Se riesco a comunicare ad altri il mio entusiasmo per le scienze ambientali e la chimica, Lo considererò un lavoro ben fatto.

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un popolare sito che copre notizie sulla ricerca del MIT, innovazione e didattica.