Tener acceso a equipos básicos como tubos de ensayo y centrifugadoras para realizar experimentos científicos simples es un hecho en la mayoría de las universidades estadounidenses. No es así en África, donde los estudiantes enfrentan una escasez de equipo necesario para realizar incluso experimentos básicos de laboratorio.

Betsy Melenbrink, estudiante de posgrado en química de USC Dornsife, es miembro de un equipo internacional de estudiantes de posgrado en ciencias de los materiales que tiene como objetivo ayudar a llenar el vacío mediante la construcción de un dispositivo electroquímico de bajo costo para usar en esa parte del mundo.

El grupo ha diseñado y construido un dispositivo conocido como potenciostato, el hardware utilizado en la mayoría de los experimentos de electroquímica. Verde brillante y lo suficientemente pequeño como para caber en una mano, parecido a un controlador de videojuego, ahora está en las primeras pruebas en universidades africanas en Malawi, Tanzania y Kenia. Está previsto un despliegue más amplio a finales de este año.

Considerada una columna vertebral de la electroquímica moderna, los potenciostatos proporcionan información importante para las pruebas de calidad de alimentos y medicamentos, monitoreo ambiental, y detección rápida de ADN, así como en el aula.

El kit didáctico cabe en una pequeña caja de cartón y se puede enviar fácilmente. Incluye el potenciostato, impulsado por una plataforma electrónica de código abierto, además de un manual de laboratorio y suministros para un semestre de experimentos, ensamblados por menos de $ 100 cada uno. La idea es brindar instrucción práctica sobre cómo las tecnologías energéticas, desde baterías hasta células solares, funcionan y refuerzan los conceptos fundamentales de la electroquímica.

Si bien no puede igualar la precisión y exactitud de un potenciostato de investigación estándar, que cuesta miles de dólares, satisface la mayoría de las necesidades de los estudiantes universitarios, Dijo Melenbrink.

Dos semanas intensas

En 2016, Melenbrink asistió a un programa intensivo de verano de energía sostenible de dos semanas ofrecido por la Empresa Común para un Instituto Africano de Materiales. JUAMI es un instituto de estudios de materiales avanzados fundado en 2012 y apoyado por la National Science Foundation. Patrocina escuelas y talleres internacionales para jóvenes investigadores impartidos por científicos e ingenieros de materiales líderes, incluido Sri Narayan, profesor de química en la USC Dornsife y codirector del Instituto de Hidrocarburos Loker de la USC.

La oportunidad tocó la fibra sensible de Melenbrink en la educación internacional y la sostenibilidad.

"JUAMI está orientado a que los estudiantes de posgrado estadounidenses y africanos estén en la misma página sobre la investigación de energía sostenible y para establecer colaboraciones, ", dijo." Pensé que estaba en mi camino y una posible dirección de carrera ".

Los estudiantes formaron equipos y crearon proyectos basados ​​en lo que habían aprendido en el taller. Melenbrink, ahora un doctorado de quinto año. estudiante que trabaja en innovación de energía solar como parte del grupo del profesor asociado de química Barry Thompson, se unió a un equipo internacional que ganó uno de dos $ 7, 500 premios de la U.S. Materials Research Society para cubrir los costos de materiales.

Durante el año pasado, el equipo ha colaborado a través de Skype y correo electrónico para darle vida a su caja verde. El grupo incluye estudiantes de cinco universidades estadounidenses, Uganda, Kenia, Tanzania, y profesor radicado en Malawi. Ahora, Se están probando conjuntos de aulas en tres universidades africanas asociadas. Los comentarios guiarán la expansión del proyecto a siete universidades adicionales para el otoño.

Conocimiento recibido y dado

El pasado diciembre, Melenbrink viajó nuevamente a África para informar sobre los avances en una conferencia de la Sociedad de Investigación de Materiales celebrada en Botswana.

"Es muy interesante escuchar la perspectiva africana de las voces africanas, ", dijo." Muy a menudo tenemos nuestra lente occidental que vemos los problemas del mundo a través de ellos. Fue agradable escuchar a los africanos interactuar entre sí sobre los problemas que están encontrando y explorar posibles soluciones ".

Además de los estudiantes, El éxito de JUAMI depende de profesores voluntarios que diseñan experimentos y dan conferencias en los institutos. Narayan, reconocido internacionalmente por su investigación sobre baterías, presentó un tutorial práctico sobre el tema de las pilas de combustible y las baterías de flujo redox.

Después de la conferencia, los participantes realizaron experimentos con cuatro kits de pilas de combustible que Narayan había llevado a Tanzania.

"Era la primera vez que algunos de ellos habían oído hablar de las pilas de combustible, dejar solo viendo el interior de una pila de combustible, ", Dijo Narayan." Compartir nuestro conocimiento es siempre una experiencia inspiradora. Los estudiantes fueron definitivamente muy receptivos. Les gustaron mucho los experimentos ".

Iluminando trayectorias profesionales

El ciclo de JUAMI de compartir conocimientos y fomentar la colaboración futura depende de la buena voluntad y el apoyo de profesores y estudiantes de muchos países. Narayan dice que espera participar en el próximo taller de materiales de JUAMI planeado para Uganda en diciembre.

Y los científicos jóvenes de materiales como Melenbrink ven las trayectorias profesionales futuras desde una nueva perspectiva.

"Después de participar en JUAMI y este proyecto de potenciostato, Estoy interesado en el desarrollo de la investigación internacional, idealmente en tecnología energética ".

Anticipando completar su Ph.D. después en este año, está explorando oportunidades con una organización no gubernamental o una agencia de desarrollo internacional.

"Disfruto viajar y aprender sobre otras culturas, así como la investigación científica. Espero poder fusionar las dos".