Los premios Sprout hacen crecer proyectos piloto 'emocionantes' en ingeniería

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Desde nuevos enfoques para el tratamiento de lesiones de tendones hasta materiales de construcción a base de biomasa, los premios Sprout inaugurales de Cornell Engineering están financiando proyectos de investigación únicos con el potencial de hacer crecer las asociaciones en todo Cornell.

Los premios, anunciados el 6 de febrero, están dirigidos a equipos cada vez mayores de investigadores que realizan investigaciones novedosas en la intersección de múltiples campos.

"Los premios Sprout están diseñados para llenar el vacío entre los proyectos 'semillas' y el patrocinio exitoso por parte de una agencia externa", dijo Lois Pollack, decana asociada de investigación y estudios de posgrado en Cornell Engineering. "Esta ronda inaugural apoyará cinco interesantes proyectos interdisciplinarios, con el objetivo de crear propuestas altamente competitivas para financiación externa".

Los proyectos incluyen:

Desarrollando tratamientos personalizados para lesiones de tendones: del laboratorio a la clínica

Un equipo dirigido por Nelly Andarawis-Puri, profesora asociada Clare Booth Luce en la Escuela de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de Sibley, propone un estudio para determinar el componente de daño que falta en las lesiones por rotura del tendón para generar la respuesta inflamatoria necesaria mediante el uso. Ablación láser precisa para diferenciar entre el efecto de microruptura de la matriz y la necrosis celular. El estudio también utiliza perfiles de ARN libre de células de diferentes lesiones de tendón en su modelo de lesión en ratones y en muestras humanas para dar un paso adelante hacia el manejo de cada lesión en función de su entorno.

"Este primer aspecto por sí solo tiene un gran impacto debido a la posible traducción clínica de la ablación con láser empleada con precisión para promover la curación de las lesiones del tendón por uso excesivo", dijo Andarawis-Puri.

A Andarawis-Puri se unen los coinvestigadores Cindy Leifer (profesora, Facultad de Medicina Veterinaria), Nozomi Nishimura (profesora asociada, Escuela de Ingeniería Biomédica de Meinig), Iwijn DeVlaminck (profesor asociado, Escuela de Ingeniería Biomédica de Meinig) y Scott Rodeo (profesor de cirugía ortopédica, Weill Cornell Medical College).

Ingeniería de vesículas extracelulares ARC similares a retrovirus para la entrega in vivo de ARNm al cerebro

Este trabajo propuesto por Shaoyi Jiang, profesor de Familia y Amigos de Robert Langer '70 en la Escuela de Ingeniería Biomédica de Meinig, y Chris Schaffer, profesor de la Escuela de Ingeniería Biomédica de Meinig, tiene como objetivo desarrollar una administración in vivo segura, efectiva y dirigida de ARNm en el cerebro mediante administración sistémica. El equipo empleará un novedoso sistema de administración de fármacos basado en una vesícula extracelular endógena similar a un retrovirus que se produce naturalmente en el cerebro humano y explorará la aplicación terapéutica de la vesícula diseñada para trastornos neutrales en el sistema nervioso central.

Recuperación electroquímica de metales críticos desde el punto de vista energético con eliminación inherente de carbono junto con biolixiviación para un clima y una energía sostenibles.

Este proyecto, dirigido por Greeshma Gadikota, profesora asistente en la Escuela de Ingeniería Civil y Ambiental, integra la lixiviación microbiana de recursos abundantes de la tierra, la separación altamente selectiva de metales críticos desde el punto de vista energético y la captura y almacenamiento de CO2. La lixiviación y separación se alimentan con electricidad procedente de energías renovables. Buz Barstow, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Biológica y Ambiental, lidera el esfuerzo sobre lixiviación electromicrobiana y Gadikota está avanzando en la tecnología para la recuperación de metales y la gestión del carbono.

"Dada la naturaleza remota de las operaciones mineras, nuestra tecnología desbloqueará estrategias de fabricación limpias y distribuidas, al tiempo que eliminará el CO2 del aire y las emisiones de la minería", dijo Gadikota. “Buz y yo hemos demostrado que la ciencia subyacente es factible. El apoyo de los Premios Sprout nos permitirá eliminar el riesgo de cuellos de botella tecnológicos clave para una realización escalable”.

Desarrollando biomasa-ADN/PolyBricks como bloques de construcción arquitectónicos sostenibles

Este estudio tiene como objetivo desarrollar nuevos bloques de construcción arquitectónicos basados ​​en arcilla de ADN más allá de los tradicionales ladrillos y mortero de cientos de años. El objetivo es crear nuevas estructuras de construcción que sean dinámicas, interactivas y sostenibles.

"A partir de nuestra investigación colaborativa en curso, proponemos diseñar bloques de construcción arquitectónicos sostenibles basados ​​en materiales de ADN de biomasa y PolyBricks", dijo Dan Luo, profesor del Departamento de Ingeniería Biológica y Ambiental, sobre su trabajo con la co-investigadora Jenny Sabin. , profesor en el Departamento de Arquitectura y presidente del nuevo Departamento de Tecnología de Diseño de varias universidades en la Facultad de Arquitectura, Arte y Planificación.

"Dado que el ADN de la biomasa se extrae directamente de la biomasa, incluidas plantas y algas, y dado que los PolyBricks provienen de arcilla, todos los nuevos materiales propuestos son renovables y sostenibles", dijo Luo. “Nuestra visión es integrar materiales de ADN de biomasa con el diseño arquitectónico para diseñar bloques de construcción arquitectónicos completamente nuevos con propiedades únicas, como el autocontrol de microfisuras y peligros ambientales, la autorregulación del agua y la humedad, y la autoadaptación e interacción con el medio ambiente. .”

Diseño de aleaciones refractarias de alta entropía para reactores de fusión.

La energía de fusión sigue siendo una de las soluciones a largo plazo más prometedoras al desafío climático, dada su generación de energía limpia y sus fuentes de combustible casi ilimitadas. Sin embargo, no existen materiales estructurales que puedan soportar las condiciones extremas de irradiación, temperaturas elevadas y cargas mecánicas transitorias en la generación de energía de fusión.

Esta investigación da un paso adelante en esta búsqueda y desarrolla un nuevo recubrimiento de aleación refractaria de alta entropía mediante procesamiento en fase sólida. Las microestructuras de la aleación están altamente diseñadas para ofrecer alta resistencia y estabilidad térmica junto con una importante resistencia al daño por irradiación.

"La sociedad moderna se está volviendo cada vez más dependiente de la electricidad, y la demanda aumenta constantemente a medida que el transporte, la calefacción doméstica y los procesos industriales están cada vez más electrificados", afirmó el investigador principal Mostafa Hassani, profesor asistente de la Escuela de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de Sibley. "Para abordar el cambio climático, también existe una necesidad imperiosa de transformar nuestros sistemas energéticos para proporcionar energía eléctrica a través de sistemas libres de gases de efecto invernadero".

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