Parte dell'essere classificato come una delle 86 istituzioni pubbliche nella categoria Very High Research Activity (R1) dalla Carnegie Classification of Institutions of Higher Education significa attirare alcuni dei migliori e più brillanti ricercatori di tutto il mondo a venire alla Texas Tech University.

Ciò significa anche identificare e reclutare alcune delle migliori giovani menti orientate alla ricerca per venire al campus come studenti universitari o laureati. Julia Kagiliery potrebbe essere una di quelle.

Prima di andare al college, però, il giovane di Jacksonville, Florida, sta già assaporando com'è essere un realizzato, ricercatrice pubblicata attraverso il suo lavoro con il membro della facoltà del Texas Tech David Weindorf. Insieme, insieme all'aiuto di altri ricercatori negli Stati Uniti, hanno pubblicato un articolo nel Giornale internazionale di geologia del carbone dove hanno combinato metodi ottici e a raggi X per quantificare il contenuto di zolfo di lignite nel carbone.

"È assolutamente incredibile pubblicare così giovani, " disse Kagilery, uno studente di 16 anni alla Scuola Episcopale di Jacksonville. "Penso che i giovani siano spesso licenziati a causa della loro età in tutti i campi di studio. C'è una sorta di convinzione che i giovani, soprattutto giovani donne, sono meno qualificati per progetti come questo.

"Sono così grato per tutte le persone che mi hanno aiutato in questo progetto, perché credevano davvero in me. Questa è una cosa davvero speciale per me, e serve come testimonianza del potere del duro lavoro e della tenacia. Il dottor Weindorf dice sempre, 'Hai grandezza dentro di te, lo so, crescilo, mostralo.'"

Weindorf, un vicepresidente associato presso l'Ufficio per la ricerca e l'innovazione e un professore e BL Allen Endowed Chair of Pedology presso il Dipartimento di Scienze delle piante e del suolo presso il College of Agricultural Sciences &Natural Resources, ha visto la passione di Kagiliery per la ricerca e la sua spinta al successo quando lo ha contattato per la prima volta in merito a un precedente progetto di scienze del liceo.

"Il mio team di ricerca e io lavoriamo con lo sviluppo di applicazioni per sensori prossimali da oltre un decennio, " Weindorf ha detto. "Siamo ampiamente considerati autorità internazionali in tale analisi. Il progetto lignite è quello che ho in mente da diversi anni, ma non avevo mai avuto le giuste opportunità per portarlo a compimento.

"Veramente, questo tipo di ricerca è altamente innovativo".

Come studente del secondo anno, per la sua fiera della scienza del liceo, Kagiliery ha condotto uno studio sulla fitodepurazione del suolo contaminato da olio motore esaminando l'avena marina che cresce lungo la spiaggia. Era un progetto ispirato dal suo amore per la spiaggia e dal suo ricordo dei danni arrecati alle spiagge della Florida a seguito dell'esplosione della Deepwater Horizon del 2010 e della successiva fuoriuscita di petrolio.

Fu attraverso questo progetto che si legò a Weindorf, dopo aver letto il suo articolo sul rilevamento del petrolio in Alabama in relazione alla fuoriuscita di Deepwater Horizon. È volata a Lubbock per lavorare con Weindorf e la tecnica di spettroscopia del vicino infrarosso visibile (VisNIR) di rilevamento prossimale.

Fu durante questo periodo che i due iniziarono a discutere di altri sensori che potevano essere usati e altri materiali che potevano essere testati. Dato il lavoro di Weindorf nell'applicazione del sensore prossimale e il progetto sulla lignite che doveva ancora essere sviluppato, l'uso delle tecniche sul carbone divenne la scelta naturale.

Il progetto ha esaminato nuovi modi per determinare il contenuto di zolfo del carbone di lignite, utilizzando VisNIR, spettrometria portatile a fluorescenza a raggi X (PXRF) e sensori ottici come NixPro, che sono tutti relativamente nuovi e visualizzano i dati in modi diversi, ma che secondo Weindorf stanno rapidamente guadagnando l'accettazione in tutto il mondo per una serie di applicazioni.

Ma prima di poter eseguire qualsiasi esame sul carbone di lignite, i campioni dovevano essere raccolti.

Weindorf ha contattato i colleghi del North Dakota per ottenere l'accesso alle miniere di carbone attive e ha iniziato a mettere insieme un team di ricercatori per assistere nel progetto, tra cui il dottorando in scienze delle piante e del suolo Autumn Acre e Cynthia Jordan senior.

Kagiliery e gli altri hanno prelevato campioni da quattro diverse miniere nel Nord Dakota e hanno raccolto 250 campioni in un periodo di due giorni. Utilizzando il laboratorio di Eric C. Brevik alla Dickinson State University di Dickinson, Nord Dakota, Kagilery terra, essiccato, etichettato e sottocampionato ogni campione, spedire alcuni grammi di ciascun campione al laboratorio del collaboratore Nicholas Jelinski presso l'Università del Minnesota e il resto al laboratorio di Weindorf presso la Texas Tech.

Qualche settimana dopo, Kagiliery è volata a Lubbock dove ha trascorso i due giorni successivi scansionando ogni campione con il VisNIR, il NixPro e il PXRF, cercando di scoprire quale, o quale combinazione di metodi, può prevedere meglio il contenuto di zolfo del carbone di lignite.

Nella creazione di un modello per determinare il contenuto di zolfo utilizzando tutti gli strumenti, Kagiliery ha utilizzato il 75% dei campioni per calibrare il modello e il restante 25% per verificare l'accuratezza del modello. Ha lavorato fianco a fianco con Somsubhra Chakraborty dell'Indian Institute of Technology-Kharagpur, uno dei più stretti collaboratori di Weindorf, valutare diversi modelli statistici per l'utilizzo dei dati raccolti.

Da tutti i dati raccolti e analizzati, è stato determinato che una combinazione del sensore ottico NixPro e dei dati PXRF ha avuto maggior successo nel prevedere il contenuto di zolfo del carbone di lignite, con una precisione di circa l'85%, meglio di entrambi i sensori da soli.

Determinare accuratamente il contenuto di zolfo del carbone ha enormi impatti ambientali, poiché bruciare carbone contenente abbondante zolfo crea anidride solforosa, che porta alla pioggia acida.

"In parti del paese con capacità tampone limitata, questo può acidificare rapidamente il terreno, acque superficiali, eccetera., provocando danni ambientali sostanziali, " Weindorf ha detto. "Ciò che la nostra ricerca ha dimostrato è che un campo portatile, strumento portatile ha la capacità di misurare con precisione il contenuto di zolfo nel carbone di lignite. Mentre il nostro progetto è stato condotto in un laboratorio per controllare attentamente tutte le variabili per lo studio scientifico, l'attrezzatura utilizzata è portatile sul campo e può essere facilmente adattata per l'uso sul campo. Così, l'uso di tale tecnologia in tempo reale per l'analisi rapida del carbone, nelle miniere attive, sembra plausibile".

Kagiliery entrerà al college tra due anni già con un vantaggio sui suoi compagni di classe, infatti, davanti alla maggior parte dei suoi coetanei negli Stati Uniti. È una ricercatrice scientifica pubblicata.

Questo progetto sembra essere solo l'inizio. Continua a collaborare con Weindorf su idee per progetti futuri utilizzando la loro versatilità per esaminare problemi sia in lontananza che vicino a casa.

"Ho sempre saputo che volevo entrare nella scienza, ma quell'obiettivo si è sempre sentito così lontano, Kagiliery ha detto. "Non ho mai pensato molto a come fosse realmente essere uno scienziato. Questa esperienza mi ha mostrato cosa vuol dire fare vera scienza, e che non devo aspettare di essermi diplomato per iniziare ad avere un impatto.

"Questo ha certamente spostato i miei obiettivi di carriera per essere più basati sulla ricerca e sulla pubblicazione. Mi ha anche introdotto in un nuovo campo della scienza. Ho sempre saputo che mi piacevano la chimica e la biologia dalle mie lezioni a scuola e dai libri di testo, ma ho scoperto un amore recente per le scienze ambientali. Certamente mi ha aperto gli occhi sulla profondità e sulle possibilità del mio futuro".

Quanto a dove queste possibilità potrebbero risiedere collegialmente? "I miei precedenti insegnanti e il dottor Weindorf mi hanno insegnato il valore delle persone nella mia educazione, " ha detto Kagiliery. "Quando penso a come sono diventato il ricercatore e lo studente che sono, Sono colpito dalle persone che mi hanno sostenuto e incoraggiato lungo il percorso. Il dottor Weindorf è stato per me una delle persone più influenti in questo senso. Non vedo l'ora di continuare la mia ricerca, ovunque mi porti, compreso il Texas Tech. Da giovane, Ho ancora un po' di tempo per considerare le mie opzioni, ma Texas Tech è in cima alla mia lista."