Rohit Karnik, professeur agrégé de génie mécanique au MIT, aborde les défis du monde réel avec ses recherches en microfluidique et nanofluidique. Les études que Karnik et son équipe ont menées sur l'écoulement des fluides au niveau moléculaire ont découvert des données importantes sur le comportement unique des fluides, et a conduit au développement de nouvelles technologies qui peuvent potentiellement résoudre certains des problèmes les plus urgents du monde.

L'analyse du sang est essentielle au diagnostic du paludisme et d'une foule d'autres maladies, et est particulièrement difficile dans les régions en développement, où l'équipement de laboratoire de diagnostic coûteux n'est pas facilement disponible. Vous cherchez à développer un appareil de diagnostic au point de service abordable qui peut analyser directement le sang d'un patient, Karnik, qui dirige le Laboratoire de Recherche en Microfluidique et Nanofluidique, et son équipe ont développé une nouvelle technique microfluidique qui peut rapidement séparer des cellules spécifiques à partir d'échantillons de sang total. Le processus repose sur l'interaction naturelle des molécules sur la cellule avec des molécules à la surface des canaux de l'appareil, réduisant considérablement le nombre d'étapes nécessaires à l'analyse.

Le groupe de recherche Karnik a également relevé le défi de fournir de l'eau potable, un problème mondial qui touche environ un milliard de personnes dans le monde. Karnik a été le premier à reconnaître le potentiel filtrant du xylème, tissu poreux dans le système vasculaire des plantes qui transporte le fluide. Xylem contient des membranes suffisamment petites pour laisser passer l'eau, mais pas les bactéries. L'équipe a étudié les structures du xylème des plantes et construit un filtre à eau en cassant simplement la branche d'un pin, éplucher l'écorce, et l'écoulement d'eau contaminée à travers la branche. Le filtre improvisé a pu éliminer plus de 99 % des bactéries de l'eau en une seule étape de filtration. La structure particulière du xylème a permis des débits d'eau élevés, soulignant le potentiel de la construction compacte, à bas prix, filtres à eau jetables à partir de xylème végétal.

Le groupe se concentre également sur le contrôle de la nanostructure de matériaux tels que le graphène pour améliorer le dessalement de l'eau et la séparation des gaz; séparation microfluidique des cellules cancéreuses; et des dispositifs fluidiques pour améliorer la qualité des nanoparticules pour l'administration de médicaments.