Le fait d'être classé parmi les 86 établissements publics dans la catégorie Très haute activité de recherche (R1) par la classification Carnegie des établissements d'enseignement supérieur signifie attirer certains des chercheurs les meilleurs et les plus brillants du monde à venir à la Texas Tech University.

Cela signifie également identifier et recruter certains des meilleurs jeunes esprits axés sur la recherche pour venir sur le campus en tant qu'étudiants de premier cycle ou des cycles supérieurs. Julia Kagiliery pourrait être de celles-là.

Avant qu'elle n'aille à l'université, cependant, le cadet de Jacksonville, Floride, a déjà un avant-goût de ce que c'est que d'être un accompli, chercheuse publiée grâce à son travail avec David Weindorf, membre du corps professoral de Texas Tech. Ensemble, avec l'aide d'autres chercheurs à travers les États-Unis, ils ont publié un article dans le Journal international de géologie du charbon où ils ont combiné des méthodes optiques et aux rayons X pour quantifier la teneur en soufre du lignite dans le charbon.

"C'est absolument incroyable de publier si jeune, " dit Kagiliery, un étudiant spécialisé de 16 ans à l'école épiscopale de Jacksonville. "Je pense que les jeunes sont souvent licenciés en raison de leur âge dans tous les domaines d'études. Il existe une sorte de croyance selon laquelle les jeunes, surtout les jeunes femmes, sont moins qualifiés pour des projets comme celui-ci.

"Je suis très reconnaissant envers toutes les personnes qui m'ont aidé dans ce projet, parce qu'ils croyaient vraiment en moi. C'est une chose vraiment spéciale pour moi, et cela témoigne de la puissance du travail acharné et de la ténacité. Le Dr Weindorf dit toujours :'Tu as de la grandeur en toi, sachez le, le faire grandir, montre le.'"

Weindorf, vice-président associé au Bureau de la recherche et de l'innovation et professeur et titulaire de la chaire BL Allen de pédologie au Département des sciences des plantes et des sols du Collège des sciences agricoles et des ressources naturelles, a vu la passion de Kagiliery pour la recherche et sa volonté de réussir lorsqu'elle l'a contacté pour la première fois au sujet d'un précédent projet scientifique au lycée.

« Mon équipe de recherche et moi travaillons sur le développement d'applications de capteurs proximaux depuis plus d'une décennie, " Weindorf a déclaré. "Nous sommes largement considérés comme des autorités internationales dans une telle analyse. Le projet lignite est un projet que j'ai en tête depuis plusieurs années, mais je n'avais jamais eu les bonnes opportunités pour le mener à bien.

" A vrai dire, ce type de recherche est très nouveau.

En deuxième année, pour son expo-sciences au lycée, Kagiliery a mené une étude sur la phytoremédiation des sols contaminés par l'huile de moteur en examinant l'avoine de mer qui pousse le long de la plage. C'était un projet inspiré par son amour de la plage et son souvenir des dommages causés aux plages de Floride à la suite de l'explosion de Deepwater Horizon en 2010 et de la marée noire qui a suivi.

C'est à travers ce projet qu'elle s'est connectée avec Weindorf, après avoir lu son article sur la détection de pétrole en Alabama dans le cadre du déversement de Deepwater Horizon. Elle s'est envolée pour Lubbock pour travailler avec Weindorf et la technique de spectroscopie visible proche infrarouge (VisNIR) de détection proximale.

C'est à cette époque que les deux ont commencé à discuter d'autres capteurs qui pourraient être utilisés et d'autres matériaux qui pourraient être testés. Compte tenu des travaux de Weindorf dans l'application des capteurs proximaux et du projet lignite qui n'avait pas encore été développé, l'utilisation des techniques sur le charbon est devenue la solution naturelle.

Le projet a examiné de nouvelles façons de déterminer la teneur en soufre du charbon de lignite, en utilisant VisNIR ainsi que la spectrométrie de fluorescence X portable (PXRF) et des capteurs optiques tels que NixPro, qui sont tous relativement nouveaux et affichent les données de différentes manières, mais qui, selon Weindorf, sont rapidement acceptés dans le monde entier pour un certain nombre d'applications.

Mais avant que tout examen du charbon de lignite puisse être effectué, les échantillons devaient être recueillis.

Weindorf a contacté des collègues du Dakota du Nord pour avoir accès aux mines de charbon actives et a commencé à rassembler une équipe de chercheurs pour aider au projet, y compris la candidate au doctorat en sciences des plantes et des sols Autumn Acre et Cynthia Jordan senior.

Kagiliery et les autres ont prélevé des échantillons dans quatre mines différentes du Dakota du Nord et ont collecté 250 échantillons sur une période de deux jours. Utilisant le laboratoire d'Eric C. Brevik à Dickinson State University à Dickinson, Dakota du nord, Terrain de Kagiliery, séché, étiqueté et sous-échantillonné chaque échantillon, expédier quelques grammes de chaque échantillon au laboratoire du collaborateur Nicholas Jelinski à l'Université du Minnesota et le reste au laboratoire de Weindorf à Texas Tech.

Quelques semaines plus tard, Kagiliery s'est envolée pour Lubbock où elle a passé les deux jours suivants à numériser chaque échantillon avec le VisNIR, le NixPro et le PXRF, essayer de découvrir lequel, ou quelle combinaison de méthodes, peut mieux prédire la teneur en soufre du charbon de lignite.

En créant un modèle pour déterminer la teneur en soufre en utilisant tous les outils, Kagiliery a utilisé 75 pour cent des échantillons pour calibrer le modèle et les 25 pour cent restants pour vérifier l'exactitude du modèle. Elle a travaillé aux côtés de Somsubhra Chakraborty de l'Indian Institute of Technology-Kharagpur, l'un des proches collaborateurs de Weindorf, d'évaluer plusieurs modèles statistiques différents pour l'utilisation des données collectées.

De toutes les données recueillies et analysées, il a été déterminé qu'une combinaison du capteur optique NixPro et des données PXRF était la plus efficace pour prédire la teneur en soufre du charbon de lignite, avec une précision d'environ 85 %, mieux que l'un ou l'autre des capteurs seuls.

La détermination précise de la teneur en soufre du charbon a d'énormes impacts environnementaux, comme la combustion du charbon contenant du soufre abondant crée du dioxyde de soufre, ce qui provoque des pluies acides.

« Dans certaines parties du pays avec une capacité tampon limitée, cela peut rapidement acidifier le sol, les eaux de surface, etc., causant des dommages environnementaux substantiels, " a déclaré Weindorf. "Ce que nos recherches ont montré, c'est qu'un portable de terrain, instrument portatif a la capacité de mesurer avec précision la teneur en soufre du charbon de lignite. Alors que notre projet a été mené dans un laboratoire pour contrôler soigneusement toutes les variables pour une étude scientifique, l'équipement utilisé est portable sur le terrain et peut facilement être adapté pour une utilisation sur le terrain. Ainsi, l'utilisation d'une telle technologie en temps réel pour l'analyse rapide du charbon, dans les mines en activité, semble plausible."

Kagiliery entrera à l'université dans deux ans déjà avec une longueur d'avance sur ses camarades de classe - en fait, devant la plupart de ses pairs aux États-Unis. Elle est une chercheuse scientifique publiée.

Ce projet semble n'être qu'un début. Elle continue de collaborer avec Weindorf sur des idées de projets futurs en utilisant leur polyvalence pour examiner les problèmes à la fois à distance et à proximité de chez elle.

"J'ai toujours su que je voulais me lancer dans la science, mais ce but s'est toujours senti si loin, " a déclaré Kagiliery. "Je n'ai jamais vraiment réfléchi à ce à quoi ressemblait un scientifique. Cette expérience m'a montré ce que c'est que de faire de la vraie science, et que je n'ai pas à attendre d'avoir obtenu mon diplôme pour commencer à avoir un impact.

"Cela a certainement changé mes objectifs de carrière pour qu'ils soient davantage axés sur la recherche et la publication. Cela m'a également fait découvrir un nouveau domaine scientifique. J'ai toujours su que j'aimais la chimie et la biologie de mes cours à l'école et de mes manuels, mais j'ai récemment découvert un amour pour les sciences de l'environnement. Cela m'a certainement ouvert les yeux sur la profondeur et les possibilités de mon avenir."

Quant à savoir où pourraient se situer ces possibilités de manière collégiale ? "Mes anciens professeurs et le Dr Weindorf m'ont appris la valeur des personnes dans mon éducation, " a déclaré Kagiliery. " Quand je pense à la façon dont je suis devenu le chercheur et l'étudiant que je suis, Je suis frappé par les personnes qui m'ont soutenu et encouragé tout au long de mon parcours. Le Dr Weindorf a été l'une des personnes les plus influentes pour moi à cet égard. J'ai hâte de poursuivre mes recherches, où qu'il m'emmène, y compris Texas Tech. En tant que junior, J'ai encore un peu de temps pour réfléchir à mes options, mais Texas Tech est en haut de ma liste."