Rohit Karnik, en docent i maskinteknik vid MIT, hanterar verkliga utmaningar med sin forskning inom mikrofluidik och nanofluidik. De studier som Karnik och hans team har genomfört på vätskeflöde på molekylär nivå har avslöjat viktiga data om vätskans unika beteende, och har lett till utvecklingen av ny teknik som potentiellt kan lösa några av världens mest angelägna frågor.
Blodanalys är avgörande för diagnosen malaria och en mängd andra sjukdomar, och är särskilt utmanande i utvecklingsregioner, där dyr diagnostisk labbutrustning inte är lättillgänglig. Funderar på att utveckla en prisvärd diagnostisk enhet som direkt kan analysera en patients blod, Karnik, som leder Microfluidics and Nanofluidics Research Laboratory, och hans team har utvecklat en ny mikrofluidisk teknik som snabbt kan separera specifika celler från prover av helblod. Processen bygger på den naturliga interaktionen mellan molekyler på cellen och molekyler på ytan av enhetens kanaler, avsevärt minska antalet steg som krävs för analys.
Karnik-forskargruppen har också tagit sig an utmaningen att tillhandahålla rent dricksvatten, en global fråga som berör ungefär en miljard människor över hela världen. Karnik var den första som upptäckte filtreringspotentialen hos xylem, porös vävnad i växternas kärlsystem som transporterar vätska. Xylem innehåller membran som är tillräckligt små för att passera vatten, men inte bakterier. Teamet undersökte xylemstrukturer hos växter och byggde ett vattenfilter genom att helt enkelt bryta av grenen på en tall, skalar bort barken, och flödande förorenat vatten genom grenen. Det improviserade filtret kunde ta bort mer än 99 procent av bakterierna från vattnet i ett enda filtreringssteg. Den speciella strukturen hos xylem möjliggjorde höga vattenflöden, pekar på potentialen i att bygga kompakt, låg kostnad, engångsvattenfilter från växtxylem.
Gruppen fokuserar också på att kontrollera nanostrukturen hos material som grafen för förbättrad vattenavsaltning och gasseparationer; mikrofluidisk separation av cancerceller; och flytande anordningar för att förbättra kvaliteten på nanopartiklar för läkemedelsleverans.
