Josh Moss är en Ph.D. student i professor Jesse Krolls labb, där han studerar atmosfärskemi och undersöker kemin hos gaser och partiklar i atmosfären som människor släpper ut och deras interaktioner med befintliga partiklar i atmosfären. Han fokuserar på organiska kemiska reaktioner som uppstår i atmosfären som i hög grad bidrar till smogbildning. I laboratoriet, han använder en kontrollerad atmosfärisk kammare för att utföra fysiska experiment på gasfasreaktioner som härrör från smogpartiklar. Moss arbetar också med datormodeller för generering av kemiska reaktioner och förutsägelser. Hans forskning handlar om kemikalier som vanligtvis finns i storstäder som Los Angeles, Houston, och Mexico City, och han är intresserad av de konsekvenser som dessa mikropartiklar har på människors hälsa och klimatförändringar.

F:Vilka är de verkliga konsekvenserna av din forskning?

A:I första hand, mycket av det jag studerar är relaterat till stadsföroreningar. Mitt arbete är för närvarande centrerat kring att förstå effekterna av bensin, bilutsläpp, och kraftverksutsläpp har på smogbildning, och vilka effekter de kan ha på miljöns framtid. På grund av atmosfärens komplexitet, det är svårt att bryta ner alla kemiska reaktioner som leder till smogbildning, det är därför detta har blivit fokus för vår forskning nu.

Jag sysslar mest med urbana kemikalier eftersom de i allmänhet har undersökts mindre än kemikalier som släpps ut biologiskt, och urban smog har negativa effekter på människors hälsa i tätbefolkade städer. När det gäller människors hälsa, små smogpartiklar är i allmänhet skadliga för människor att andas in eftersom det kan leda till olika sjukdomar som hjärtsvikt, stroke, lungsjukdom, och vissa typer av cancer. Den största källan till osäkerhet i globala klimatmodeller finns i dessa små partiklar. Just nu, vi är osäkra exakt i vilken grad partiklarna påverkar jordens temperatur och klimat. Vad vi vet är att vissa partiklar kan sprida solljus, som kyler jorden. Å andra sidan, mörkare partiklar absorberar solljus och kan faktiskt värma jorden. Dessutom, många partiklar leder till molnbildning, vilket bidrar till både kylning och uppvärmning av jorden också.

Människor ökar regelbundet koncentrationen av partiklar i atmosfären. Till exempel, små partiklar kan härröra från förbränning eller från partiklar som bildas av kemikalier som har reagerat i atmosfären, känd som sekundär organisk aerosol. Under loppet av deras reaktioner, de tenderar att hålla ihop med andra kemikalier. Även om de inte släpps ut som partiklar, på grund av de kemiska reaktioner som de genomgår, partiklar bildas. Att förstå sekundär organisk aerosol är verkligen kärnan i min forskning. Till exempel, om du tittar på ett foto av LA, smogbildningen över staden är extremt synlig eftersom de har ett överflöd av människor i ett koncentrerat område med otaliga bilar. Kombinationen av gasutsläpp tillsammans med de varma, soligt väder skapar det perfekta läget för att bilda en hel del smogpartiklar. Det är detta jag verkligen är intresserad av när det kommer till min forskning.

F:Vilka möjligheter har du haft att fördjupa dig i din forskning?

A:Jag erbjöds möjligheten att åka till Paris förra sommaren, vilket har lett till nästa spännande fas av min forskning, datormodellering. Vi samarbetar med ett labb i Paris som har utvecklat en unik programvara som heter GECKO-A som kan förutsäga kemiska reaktioner i atmosfären, ger mig en ny väg att följa i min forskning. Professor Kroll skrev ett stipendium, finansierat av MIT International Science and Technology Initiatives med labbet i Paris, som gjorde det möjligt för mig att resa till Frankrike i nästan en månad för att lära mig hur man använder programvaran. Mjukvaran är mycket komplex, förlitar sig på kunskap om kvantkemi för att förutsäga reaktioner. Jesse och jag är spända på vad detta kan säga oss om atmosfären som experiment inte kan.

Atmosfären är utan tvekan det mest komplexa kemiska systemet på jorden vilket gör det otroligt svårt att studera. Efter flera timmars reaktion, en enda kemisk art kan omvandlas till miljontals olika kemikalier. Även om vi utför experiment i en kontrollerad atmosfärisk kammare i vårt labb, det är omöjligt att mäta och kvantifiera varje kemikalie som genereras under en reaktionssekvens. För att dyka vidare in i min forskning, Jesse och jag tror att det bästa sättet att göra är att jämföra våra experimentella resultat med modellsimuleringsresultaten för att förbättra båda datamängderna. Modellerna kan ge oss detaljerad inblick i de olika kemiska vägarna relaterade till smogbildning, och experimentdata kan tjäna till att grunda modellresultaten i vår observerbara verklighet.

F:Vad är nästa steg för dig?

A:Jag jobbar fortfarande på att avsluta mitt examensarbete, Men mina långsiktiga mål inkluderar att bli professor. Jag älskar att undervisa och bedriva forskning, så att göra en karriär som professor passar mig perfekt. Jag har haft flera tillfällen till TA-klasser här på MIT, inklusive klassen Traveling Research Environmental Experience (TREX), där jag åkte till Hawaii med studenter för att studera vulkaniska utsläpp. TREX var en av de mest tillfredsställande undervisningsupplevelserna, och jag hoppas kunna bära med mig den spänning och glädje jag kände från TREX till alla mina framtida undervisningssträvanden.

På senare tid, Jag har funderat över några andra potentiella karriärvägar. Jag är intresserad av miljölagstiftning och allmän politik eftersom det skulle tillåta mig att tillämpa min forskning och kunskap för att hjälpa till att forma politiken som skyddar vår miljö. Jag brinner väldigt mycket för politik, och jag har oroat mig över USA:s minskande ledarroll på den globala scenen, särskilt i frågor om klimatförändringar. Jag anser att forskare borde ta en mer direkt roll i att utforma kritisk politik, och jag bidrar gärna på alla sätt jag kan. Min huvudsakliga passion ligger i att utbilda och informera människor om de svåra och ofta mycket nyanserade miljöutmaningar som vi står inför. Jag har hållit flera offentliga föredrag i Boston-området, och var värd för en mängd olika klasser för mellan- och gymnasieelever som jag tror är av avgörande betydelse för vår kollektiva framtid. Jag tror att vägen till att förbättra vår miljö, och mer allmänt vår värld, ligger i utbildning. Om jag kan kommunicera min entusiasm för miljövetenskap och kemi till andra, Jag kommer att betrakta det som ett väl utfört arbete.

Den här historien återpubliceras med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT-forskning, innovation och undervisning.