Une différence matérielle | Nouvelles du MIT

Eesha Khare a toujours vu un monde de matière. Fille d’un ingénieur en matériel informatique et d’un biologiste, elle a un intérêt insatiable pour ce que les substances – à la fois synthétiques et biologiques – ont en commun. Sans surprise, cette perspective l’a amenée à l’étude des matériaux.

« J’ai compris très tôt que tout ce qui m’entoure est un matériau », dit-elle. « Comment nos téléphones réagissent au toucher, comment les arbres dans la nature nous donnent à la fois du bois structurel et du papier pliable, ou comment nous sommes capables de fabriquer de hauts gratte-ciel avec de l’acier et du verre, tout se résume aux fondamentaux : c’est la science et l’ingénierie des matériaux . “

En tant qu’étudiant de quatrième année en doctorat au département de science et d’ingénierie des matériaux (DMSE) du MIT, Khare étudie maintenant les liaisons de coordination métallique qui permettent aux moules de se lier aux roches le long des côtes turbulentes. Mais l’enthousiasme scientifique de Khare a également conduit à de vastes intérêts allant de la politique scientifique à la défense du climat et à l’entrepreneuriat.

Un monde matériel

Originaire de la Silicon Valley, Khare se souvient très bien à quel point elle était enthousiasmée par les sciences en tant que jeune fille, à la fois à l’école et lors d’une myriade d’expo-sciences et de stages en laboratoire au lycée. L’un de ces stages à l’Université de Californie à Santa Cruz l’a initiée à l’étude des nanomatériaux, ou des matériaux plus petits qu’une seule cellule humaine. Le projet a suscité son intérêt pour la façon dont la recherche pourrait conduire à des applications de stockage d’énergie, et elle a commencé à réfléchir aux liens entre les matériaux, la politique scientifique et l’environnement.

En tant qu’étudiant de premier cycle à l’Université de Harvard, Khare a obtenu un diplôme en sciences de l’ingénieur et en chimie tout en travaillant également au Harvard Kennedy School Institute of Politics. Là, elle est devenue fascinée par le plaidoyer environnemental dans l’espace politique, travaillant pour la professeure de l’époque Gina McCarthy, qui sert actuellement dans l’administration Biden en tant que toute première conseillère climatique de la Maison Blanche.

Après ses explorations académiques au collège, Khare a voulu considérer la science sous un nouveau jour avant de poursuivre son doctorat en science et ingénierie des matériaux. Elle a reporté son acceptation du programme au MIT afin d’assister à l’Université de Cambridge au Royaume-Uni, où elle a obtenu une maîtrise en histoire et philosophie des sciences. “Surtout dans un programme de doctorat, on peut souvent avoir l’impression que votre tête est plongée dans la science alors que vous repoussez de nouvelles frontières de la recherche, mais je voulais prendre du recul et m’inspirer de la façon dont les scientifiques du passé ont fait leurs découvertes”, dit-elle.

Son expérience à Cambridge a été à la fois stimulante et instructive, mais Khare a rapidement découvert que sa curiosité mécaniste restait persistante – une réalisation qui s’est présentée sous la forme d’un matériel biologique.

« Mon tout premier projet de recherche de maîtrise portait sur les indicateurs de pollution environnementale au Royaume-Uni, et j’étudiais spécifiquement le lichen pour comprendre les raisons sociales et politiques pour lesquelles ils ont été adoptés par le public comme indicateurs de pollution », explique Khare. «Mais je me suis retrouvé à me demander davantage comment le lichen peut agir comme indicateur de pollution. Et j’ai trouvé que c’était assez similaire pour la plupart de mes projets de recherche : j’étais plus intéressé par le fonctionnement réel de la technologie ou de la découverte.

Enthousiasme pour l’innovation

À juste titre, ces bioindicateurs lui ont confirmé que l’étude des matériaux au MIT était le bon cours. Désormais, Khare travaille sur un organisme totalement différent, menant des recherches sur les interactions chimiques de coordination métal d’un biopolymère sécrété par les moules.

« Les moules sécrètent ce fil et peuvent adhérer aux parois des océans. Ainsi, lorsque les vagues de l’océan arrivent, les moules ne se délogent pas aussi facilement », explique Khare. “C’est en partie à cause de la façon dont les ions métalliques de ce matériau se lient aux différents acides aminés de la protéine. Il n’y a aucune contribution de la moule elle-même pour contrôler quoi que ce soit là-bas; toute la magie est dans ce matériau biologique qui est non seulement très collant, mais qui ne se brise pas non plus très facilement, et si vous le coupez, il peut également régénérer cette interface ! Si nous pouvions mieux comprendre et reproduire ce matériel biologique dans notre propre monde, nous pourrions avoir des matériaux qui s’auto-guérissent et ne se cassent jamais et ainsi éliminer autant de déchets.

Pour étudier ce matériau naturel, Khare combine des techniques informatiques et expérimentales, synthétisant expérimentalement ses propres biopolymères et étudiant leurs propriétés in silico dynamique moléculaire. Ses co-conseillers — Markus Buehler, professeur d’ingénierie Jerry McAfee en génie civil et environnemental, et Niels Holten-Andersen, professeur de science et d’ingénierie des matériaux — ont adopté cette double approche de son projet, ainsi que son grand enthousiasme pour innovation.

Khare aime suivre un cours exploratoire par semestre, et une offre récente à la MIT Sloan School of Management l’a incitée à poursuivre l’entrepreneuriat. Ces jours-ci, elle passe une grande partie de son temps libre dans une startup appelée Taxie, formée avec d’autres étudiants du MIT après avoir suivi le cours 15.390 (Nouvelles entreprises). Taxie tente d’électrifier le secteur du covoiturage en mettant des voitures de location électriques à la disposition des conducteurs de covoiturage. Khare espère que ce projet lancera quelques premiers pas pour rendre l’industrie du covoiturage plus propre et démocratiser l’accès aux véhicules électriques pour les conducteurs de covoiturage, qui viennent souvent de milieux à faible revenu ou immigrés.

« Il y a beaucoup d’objectifs lancés pour réduire les émissions ou aider notre environnement. Mais nous amenons lentement des choses physiques sur la route, des choses physiques à de vraies personnes, et j’aime penser que nous aidons à accélérer la transition électrique », a déclaré Khare. “Ces petites étapes sont utiles pour apprendre, à tout le moins, comment nous pouvons effectuer une transition vers l’électricité ou vers une industrie plus propre.”

Parallèlement à son travail de démarrage, Khare a mené un certain nombre d’autres activités parascolaires au MIT, notamment en co-organisant le programme d’aide aux candidatures des étudiants de son département et en siégeant au conseil pour la diversité, l’équité et l’inclusion du DMSE. Ses intérêts variés ont également conduit à un groupe d’amis diversifié, ce qui lui convient bien, car elle se décrit comme une «personne humaine».

Au cours d’une année où le maintien des liens a été plus difficile que d’habitude, Khare s’est concentrée sur le positif, passant son semestre de printemps avec sa famille en Californie et pratiquant le Bharatanatyam, une forme de danse classique indienne, sur Zoom. Alors qu’elle regarde vers l’avenir, Khare espère rassembler encore plus de ses intérêts, comme la science des matériaux et le climat.

« Je veux comprendre le secteur de l’énergie et de l’environnement dans son ensemble pour identifier les lacunes technologiques les plus urgentes et comment puis-je utiliser mes connaissances pour y contribuer. Mon objectif est de déterminer où puis-je personnellement faire une différence et où cela peut avoir un impact plus important pour aider notre climat », dit-elle. « J’aime être en dehors de ma zone de confort.