Josh Moss est titulaire d'un doctorat. étudiant dans le laboratoire du professeur Jesse Kroll, où il étudie la chimie atmosphérique et examine la chimie des gaz et des particules dans l'atmosphère que les humains libèrent et leurs interactions avec les particules existantes dans l'atmosphère. Il se concentre sur les réactions chimiques organiques qui se produisent dans l'atmosphère et qui contribuent de manière significative à la formation de smog. Dans le laboratoire, il utilise une chambre à atmosphère contrôlée pour mener des expériences physiques sur les réactions en phase gazeuse qui proviennent des particules de smog. Moss travaille également sur des modèles informatiques pour la génération et les prédictions de réactions chimiques. Ses recherches portent sur les produits chimiques couramment trouvés dans les grandes villes urbaines telles que Los Angeles, Houston, et Mexico, et il s'intéresse aux implications que ces microparticules ont sur la santé humaine et le changement climatique.

Q :Quelles sont les implications concrètes de votre recherche ?

R :Principalement, une grande partie de ce que j'étudie est liée à la pollution urbaine. Mon travail est actuellement centré sur la compréhension des impacts que l'essence, les émissions des voitures, et les émissions des centrales électriques ont sur la formation de smog, et quels impacts ils peuvent avoir sur l'avenir de l'environnement. En raison de la complexité de l'atmosphère, il est difficile de décomposer toutes les réactions chimiques conduisant à la formation de smog, c'est pourquoi cela est devenu l'objet de notre recherche maintenant.

Je m'occupe principalement de produits chimiques urbains car ils ont généralement moins fait l'objet de recherches que les produits chimiques biologiquement émis, et le smog urbain a des effets néfastes sur la santé humaine dans les villes densément peuplées. En termes de santé humaine, les petites particules de smog sont généralement nocives pour les personnes à inhaler car elles peuvent entraîner diverses maladies telles que l'insuffisance cardiaque, accident vasculaire cérébral, les maladies pulmonaires, et certains types de cancer. La plus grande source d'incertitude dans les modèles climatiques mondiaux réside dans ces petites particules. À l'heure actuelle, nous ne savons pas exactement dans quelle mesure les particules affectent la température et le climat de la Terre. Ce que nous savons, c'est que certaines particules peuvent diffuser la lumière du soleil, qui refroidit la Terre. D'autre part, les particules plus sombres absorbent la lumière du soleil et peuvent en fait réchauffer la Terre. De plus, de nombreuses particules conduisent à la formation de nuages, qui contribue à la fois au refroidissement et au réchauffement de la Terre.

Les humains augmentent régulièrement la concentration de particules dans l'atmosphère. Par exemple, de minuscules particules peuvent provenir de la combustion ou de particules formées à partir de produits chimiques ayant réagi dans l'atmosphère, connu sous le nom d'aérosol organique secondaire. Au fil de leurs réactions, ils ont tendance à coller avec d'autres produits chimiques. Même s'ils ne sont pas émis sous forme de particules, en raison des réactions chimiques qu'ils subissent, des particules se forment. Comprendre les aérosols organiques secondaires est vraiment au cœur de mes recherches. Par exemple, si vous regardez une photo de LA, la formation de smog sur la ville est extrêmement visible car ils ont une abondance de personnes dans une zone concentrée avec d'innombrables voitures. La combinaison des émissions de gaz avec la chaleur, le temps ensoleillé crée les conditions idéales pour former une grande quantité de particules de smog. C'est ce qui m'intéresse vraiment dans mes recherches.

Q :Quelles occasions avez-vous eues d'approfondir vos recherches ?

R :On m'a proposé d'aller à Paris l'été dernier, qui a conduit à la prochaine phase passionnante de ma recherche, modélisation informatique. Nous collaborons avec un laboratoire à Paris qui a développé un logiciel unique appelé GECKO-A qui peut prédire les réactions chimiques dans l'atmosphère, me donnant une nouvelle voie à poursuivre dans mes recherches. Le professeur Kroll a écrit une subvention, financé par le MIT International Science and Technology Initiatives avec le laboratoire à Paris, cela m'a permis de voyager en France pendant près d'un mois afin d'apprendre à utiliser le logiciel. Le logiciel est très complexe, s'appuyant sur les connaissances en chimie quantique pour prédire les réactions. Jesse et moi sommes ravis de ce que cela peut nous dire sur l'atmosphère que les expériences ne peuvent pas.

L'atmosphère est sans doute le système chimique le plus complexe sur Terre, ce qui la rend incroyablement difficile à étudier. Après plusieurs heures de réaction, une seule espèce chimique peut se transformer en millions de produits chimiques différents. Même si nous effectuons des expériences dans une chambre à atmosphère contrôlée dans notre laboratoire, il est impossible de mesurer et de quantifier chaque produit chimique généré au cours d'une séquence de réaction. Afin d'approfondir mes recherches, Jesse et moi pensons que le meilleur plan d'action est de comparer nos résultats expérimentaux aux résultats de la simulation du modèle pour améliorer les deux ensembles de données. Les modèles peuvent nous donner un aperçu détaillé des différentes voies chimiques liées à la formation du smog, et les données expérimentales peuvent servir à ancrer les résultats du modèle dans notre réalité observable.

Q :Quelle est la prochaine étape pour vous ?

A :Je travaille toujours pour finir ma thèse, cependant, mes objectifs à long terme incluent de devenir professeur. J'aime enseigner et mener des recherches, poursuivre une carrière de professeur me convient donc parfaitement. J'ai eu plusieurs occasions de suivre des cours de TA ici au MIT, y compris la classe Travelling Research Environmental Experience (TREX), où je suis allé à Hawaï avec des étudiants de premier cycle pour étudier les émissions volcaniques. TREX a été l'une des expériences d'enseignement les plus enrichissantes, et j'espère porter l'excitation et la joie que j'ai ressenties de TREX dans tous mes futurs projets d'enseignement.

Plus récemment, J'ai réfléchi à quelques autres cheminements de carrière potentiels. Je m'intéresse au droit de l'environnement et aux politiques publiques car cela me permettrait d'appliquer mes recherches et mes connaissances afin d'aider à façonner les politiques qui protègent notre environnement. Je suis très passionné par la politique, et j'ai été préoccupé par le rôle de leadership décroissant des États-Unis sur la scène mondiale, en particulier sur les questions relatives au changement climatique. Je pense que les scientifiques devraient jouer un rôle plus direct dans l'élaboration des politiques critiques, et je serais heureux de contribuer de toutes les manières possibles. Ma principale passion est d'éduquer et d'informer les gens sur les défis environnementaux difficiles et souvent très nuancés auxquels nous sommes confrontés. J'ai donné plusieurs conférences publiques dans la région de Boston, et a organisé une variété de classes pour les collégiens et les lycéens, ce qui, à mon avis, est d'une importance vitale pour notre avenir collectif. Je crois que la voie vers l'amélioration de notre environnement, et plus largement notre monde, réside dans l'éducation. Si je peux communiquer mon enthousiasme pour les sciences de l'environnement et la chimie aux autres, Je le considérerai comme un travail bien fait.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre l'actualité de la recherche du MIT, innovation et enseignement.