Den 7 april i år, en misstänkt kemisk attack mot den syriska staden Douma rapporterades ha dödat minst 40 människor och skadat upp till 500, inklusive kvinnor och barn. Syrien hade gjort sin kapacitet för kemiska vapen känd för världen sex år tidigare, med en offentlig förklaring om sin avsikt att använda dem mot varje utländskt angrepp. Under Saddam Hussein, Irak förde kemisk krigföring mot Iran och dess egen civila kurdiska befolkning, inklusive den ökända attacken på Halabja 1988 som dödade 5000 kurder.

Inte ens en vanlig gasmask skulle ha besparat dessa offer en hemsk död. Används i stor utsträckning av militären för att skydda mot senapsgasattacker under första världskriget, tekniken i maskerna, förvånansvärt, har inte uppdaterats sedan dess.

När australiensiska soldater baserade i Mosul utsattes för en låggradig kemisk attack av Islamiska staten i april 2017, försvarsdepartementet insåg att en lösning från 2000-talet behövdes. Söker efter någon med förmågan att utveckla en förbättrad kapsel, det närmade sig docent Matthew Hill, den ansvariga för en "experimentell" gemensam utnämning mellan Monash Universitys avdelning för kemiteknik och CSIRO.

Hill – en ARC Future Fellow, Årets viktorianska unga långa vallmo 2011, 2012 års Eurekapristagare och 2014 års statsministerpris för vetenskapsvinnare – arbetar 50-50 mellan de två organisationerna, dra full nytta av forskningskapaciteten hos universitetets kemitekniska avdelning och den industriella muskeln i landets vetenskaps- och tekniklabb.

"De nuvarande kapslarna i gasmasker har använts av soldater sedan första världskriget, och har inte förbättrats sedan dess, säger docent Hill.

"De erbjuder praktiskt taget inget skydd mot vanliga kemikalier som klor och ammoniak, så vi har fått i uppdrag att göra en ny kapsel som kan. Vi har redan hittat en förbättring upp till en faktor 40 med metallorganiska ramverk. CSIRO skulle aldrig ha levererat den här tekniken utan Monashs inblandning, så vi vet att den här relationen fungerar.

''När de väl är på marknaden, de kommer att vara användbara för alla som behöver en säkrare gasmask, inklusive våra soldater, men även brandmän, gruvarbetare och byggnadsarbetare."

Metall-organiska ramverk (MOF) är forskningsbasen i denna innovativa relation. Mycket porösa material som gör det möjligt att lagra, separat, släpper ut eller skyddar gaser eller vätskor, MOF:er har den största inre ytan av något känt material, och erbjuder en verklig effekt lika viktig som att filtrera giftiga kemikalier genom en skyddsmask.

Docent Hill utnyttjar ingenjörernas kunnande för att göra vetenskapen om MOF tillämpbar på användbara produkter, och den 20-åriga MOFs-teknologin skalas nu upp för att producera upp till 15 kg av materialet i pelletsform – en global nyhet.

"Ingen annan i världen gör den här typen av grundläggande vetenskap i kombination med processteknik i stor skala på MOF:er, " säger Monashs chef för kemiteknik, Professor Mark Banaszak Holl. "Att tillämpa tekniska processer på kemin hos MOF medan du använder CSIROs faciliteter, Australian Synchrotron och Melbourne Center for Nanofabrication, alla ligger inom en kort promenad från varandra, är något som inte är tillgängligt någon annanstans i världen. Detta gemensamma utnämning, på denna specifika plats, ger Matthew möjligheten att på ett unikt sätt driva MOF-applikationer, som den förbättrade gasmaskbehållaren, mycket framgångsrikt."

För liten för att inte koordinera

Det gemensamma utnämningen möjliggör sammanslagning av resurser inom ett begränsat lokalt ekosystem. "Australien är ett så litet innovationssystem att vi inte kan ha organisationer som underskrider varandra, " säger docent Hill. "Jämfört med vem vi tävlar mot globalt, vi är ett väldigt litet land, och det är mycket bättre att helt enkelt kombinera våra begränsade resurser."

"Matthew kunde inte ha gjort sin otroliga forskning om MOFs som sitter isolerade på en kemiteknisk avdelning någonstans, " säger professor Banaszak Holl.

"Och det skulle också ha varit omöjligt att göra det rent i CSIRO, på grund av deras branschfokus. Det är kraften i den här typen av gemensamma arrangemang som erbjuds i den här tekniska fakulteten. Det är väldigt unikt placerat." Ur CSIROs perspektiv, ett nära samarbete med Monash ger den direkt tillgång till högkvalitativ Ph.D. och postdoktorander, så att den bättre kan leverera kommersiella lösningar.

"För CSIRO, detta partnerskap är idealiskt, eftersom det tillåter både djupgående studier och kommersiell utforskning av dessa spännande material, " säger Dr John Tsanaktsidis, forskningschefen för CSIRO Manufacturings program Advanced Fiber and Chemical Industries (AFCI).

Utbilda och skapa framtidens industri

Ytterligare ett projekt med tydlig betydelse, fångar upp koldioxid ur luften med hjälp av MOF, jobbar sig också in på marknaden.

Dr Munir Sadiq, som slutför en Ph.D. projekt under gemensam ledning av docent Hill och professor Kiyonori Suzuki från Monashs institution för materialvetenskap och teknik, kombinerade magnetiska nanopartiklar med MOF för att demonstrera fångst och frigörande av CO2 till hälften av de nuvarande kostnaderna. Han arbetar nu i ett team med att utveckla en prototyp som väcker stort intresse.

"Jag använder fortfarande CSIROs faciliteter för att slutföra laboratorieexperimenten som behövs för att bevisa att tekniken är 100 procent kommersiellt gångbar, " säger Dr Sadiq.

Som internationell student från Nigeria, han talar mycket om sin erfarenhet inom det samarbetande och stödjande nätverket. "Utan det gemensamma utnämningen, det är högst osannolikt att dessa två forskningsområden skulle ha gått samman för att tillåta ett projekt som detta, " han säger.

Tekniskt entreprenörskap

Trots framstegen, Docent Hill tror att Australien fortfarande långsamt bygger sin kapacitet att främja denna typ av tekniskt entreprenörskap. Landet har rätt människor för att få det att hända, inklusive chefsforskaren Alan Finkel (också en mycket framgångsrik affärsinnovatör), CSIRO VD Larry Marshall (beskrivs som en "serieentreprenör"), till och med premiärminister Malcolm Turnbull, som tillbringade många år som teknikentreprenör innan han gick in i federal politik.

Inom forsknings- och utvecklingsområdet, Docent Hill har en viktig rekommendation. "Universiteten driver på för att människor ska engagera sig i industrin. Så jag skulle säga till alla som lyssnar, gör det inte på ett sätt som underskrider CSIRO, eftersom det är ett nollsummespel för landet. Vi behöver inte två personer som knackar på samma dörr och ber om samma sak. Även om det tillfälligt kan hjälpa en organisations resultat, den tar den rakt av den andra – som förmodligen är nere i korridoren i samma byggnad ändå."