Rohit Karnik, professore associato di ingegneria meccanica al MIT, affronta le sfide del mondo reale con la sua ricerca sulla microfluidica e sulla nanofluidica. Gli studi che Karnik e il suo team hanno condotto sul flusso dei fluidi a livello molecolare hanno scoperto dati importanti sul comportamento unico del fluido, e ha portato allo sviluppo di nuove tecnologie che possono potenzialmente risolvere alcuni dei problemi più urgenti del mondo.
L'analisi del sangue è fondamentale per la diagnosi della malaria e di una miriade di altre malattie, ed è particolarmente impegnativo nelle regioni in via di sviluppo, dove le costose apparecchiature di laboratorio diagnostiche non sono prontamente disponibili. Cercando di sviluppare un dispositivo diagnostico point-of-care conveniente in grado di analizzare direttamente il sangue di un paziente, Karnik, che guida il Laboratorio di ricerca di microfluidica e nanofluidica, e il suo team hanno sviluppato una nuova tecnica microfluidica in grado di separare rapidamente cellule specifiche da campioni di sangue intero. Il processo si basa sull'interazione naturale delle molecole sulla cellula con le molecole sulla superficie dei canali del dispositivo, riducendo notevolmente il numero di passaggi necessari per l'analisi.
Il gruppo di ricerca Karnik ha anche affrontato la sfida di fornire acqua potabile sicura, un problema globale che colpisce circa un miliardo di persone in tutto il mondo. Karnik fu il primo a riconoscere il potenziale filtrante dello xilema, tessuto poroso nel sistema vascolare delle piante che veicola il fluido. Xylem contiene membrane abbastanza piccole da far passare l'acqua, ma non batteri. Il team ha esaminato le strutture xilematiche delle piante e ha costruito un filtro per l'acqua semplicemente spezzando il ramo di un pino, staccando la corteccia, e scorre acqua contaminata attraverso il ramo. Il filtro improvvisato è stato in grado di rimuovere più del 99 percento dei batteri dall'acqua in un'unica fase di filtrazione. La particolare struttura dello xilema ha consentito elevate portate d'acqua, indicando il potenziale della costruzione compatta, basso costo, filtri per l'acqua usa e getta dallo xilema vegetale.
Il gruppo si concentra anche sul controllo della nanostruttura di materiali come il grafene per una migliore desalinizzazione dell'acqua e separazioni dei gas; separazione microfluidica delle cellule cancerose; e dispositivi fluidici per migliorare la qualità delle nanoparticelle per la somministrazione di farmaci.
