Deepika Kurup: Temiz Suyun Kimyası

Kum, çimento ve titanyum dioksitten oluşan bir levhadan geçirilen ve ardından çeyrek saat güneşte bırakılan su, içindeki tüm koliform bakteri kolonileri ölmüş halde geri geldi. Bu tarif, çocukluğunda Hindistan'a yaptığı ziyaretlerde içilmesinin güvenli olmadığını bildiği suyu taşıyan diğer çocukları izleyen, Nashua, New Hampshire'lı bir lise öğrencisi tarafından geliştirildi. Deepika Kurup, bu adaletsizlik hakkında bir makale yazmak yerine, bununla ilgili bir şeyler yapabilecek kadar ucuz bir malzeme aramaya gitti.

İkinci Bir Adresi Olan New Hampshire'lı Bir Kız

Kurup, 12 Nisan 1998'de Nashua, New Hampshire'da, fiziksel dünyanın gösterişsiz altyapısının aile mesleği olduğu bir evde dünyaya geldi. 1983'te Hindistan'dan göç eden babası Pradeep Kurup, Massachusetts Lowell Üniversitesi'nde inşaat mühendisliği profesörü oldu; bu disiplin tam olarak kızının daha sonra bir kovada karıştıracağı maddelerle ilgilenir: toprak, çimento, su ve birinin diğerinden geçişi. Annesi Meena Kurup, Hindistan'ın güneyindeki Kerala'dandı. Bu iki gerçek, daha sonra olanları büyük ölçüde açıklar, çünkü Kurup'a bilim fuarına katılanların çoğunun sahip olmadığı bir şeyi, yani ilk ülkeyi karşılaştırabileceği ikinci bir ülke verdiler.

Görmezden Gelemediği Sorun

Ailenin Hindistan'a yaptığı dönüş gezileri sorunun başlangıç noktasıydı. Kurup'un orada karşılaştığı şey, gelişmekte olan dünya hakkında bir istatistik değil, gözlerinin önünde tekrarlanan bir manzaraydı: çocuklar açıkça kirlenmiş kaynaklardan su topluyorlardı ve bu kirliliğin su almak zorunda olan herkesin üzerine yüklediği günlük aritmetik. Yükün eşit olmayan bir şekilde dağıldığını erkenden fark etti. Güvenli bir musluğu olmayan bir hane sadece daha kötü su içmekle kalmaz; suyu bulmaya gönderilen insanların (ezici bir çoğunluğu kadınlar ve kız çocuklarıdır) saatlerini kaybeder ve kız çocuklarını sınıflardan kaybeder.

"Kadınlar aileleriyle vakit geçirmek, çalışmak ve para kazanmak yerine her gün su toplamak için saatlerce yürümek zorunda kalıyor" dedi. Bu, sempatisinden dolayı değil, ortaya koyduğu gerçekler nedeniyle açıklayıcı bir cümledir. Kurup, su krizini insani bir argümandan ziyade ekonomik bir argüman olan zaman ve kazanç hırsızlığı olarak çerçeveledi ve bu çerçeveleme, kimyaya nasıl yaklaştığının bir ipucudur. Hedef hiçbir zaman laboratuvar sınıfı bir arıtıcı değildi. Amaç, bakımı için harcanan saatlerin bile kurtarılmayacağı kadar ucuz ve pasif bir şeydi.

Birinci Versiyon: Çimento, Çinko ve Güneş Işığı

2012 yılında Kurup, ucuz, güneş enerjisiyle çalışan bir su arıtma yöntemiyle Discovery Education 3M Genç Bilim İnsanı Yarışması'na (Discovery Education 3M Young Scientist Challenge) katıldı. Kazandı ve bununla birlikte 25.000 dolar ödül aldı.

Tasarım, bir şeyleri süzerek ayıran normal anlamda bir filtre değildi. Bu bir fotokatalitik kompozitti: Titanyum dioksit ve çinko oksit, Portland çimentosu içine içi boş cam mikro kürelerle bağlanmıştı, böylece malzemenin üzerine düşen güneş ışığı, suyun içindekileri sadece hapsetmek yerine yok edilmesini tetikleyecekti. Bildirdiği rakamlar net ve doğrulanabilir nitelikteydi. Fekal kirliliğin standart gösterge organizması olan toplam koliform, 8.000 koloni oluşturan birimden 50'ye düştü. Test substratı olarak kullandığı metilen mavisi, kompozitinin geçmeyi hedeflediği düşük teknolojili bir uygulama olan güneş dezenfeksiyonundan (suyu güneşte bırakma) daha hızlı oksitlendi.

Bu karşılaştırma, ödülden daha önemlidir. Güneş dezenfeksiyonu tam olarak hiçbir maliyeti olmadığı için mevcut yöntemdir ve uygun fiyatlı olduğunu iddia eden herhangi bir alternatif, ekstra adıma değdiğini göstermelidir. Kurup'un kıyaslama noktası dürüstçe seçilmiştir.

İkinci Versiyon: Bloğu Gözenekli Hale Getirmek

Üç yıl boyunca üzerinde çalışmaya devam etti ve ikinci nesil malzeme anlamlı bir şekilde farklı bir nesneydi. 2014 yılında, "Atık sudaki organik maddeleri parçalamak ve bakterileri etkisiz hale getirmek için yeni bir fotokatalitik geçirgen kompozit" adlı projesiyle uluslararası Stockholm Genç Su Ödülü'nde (Stockholm Junior Water Prize) finalist olarak adlandırıldı. Anahtar kelime geçirgen (pervious) idi. Suyun üzerine dökülmesi gereken fotoaktif bir yüzey yerine, kum, titanyum dioksit, Portland çimentosu ve gümüş nitratı birleştirerek suyun içinden geçebileceği geçirgen bir gövde inşa etti.

Sonuçlar umut vericiden belirleyiciye dönüştü: filtrasyondan hemen sonra toplam koliform bakterilerinde yüzde 98'lik bir azalma ve on beş dakikalık güneş ışığına maruz kalmanın ardından toplam koliformda yüzde 100 etkisizleşme. Artık iki mekanizma sırayla çalışıyordu; kompozit boyunca fiziksel geçiş ve ardından güneşte fotokatalitik son işlem. 2015 yılında bu çalışma, Google Bilim Fuarı'nda (Google Science Fair) National Geographic ödülünü aldı ve o yılın Ocak ayında Forbes onu enerji alanında "30 Yaş Altı 30" listesine dahil etti. Teen Vogue dergisi onun çevre çalışmalarını profil haline getirdi.

Bilim Fuarından Sosyal Girişime

Kurup, 2016 yılında çoğu genç ödül sahibinin asla atmadığı adımı atarak, arıtma teknolojisini küresel olarak dağıtmak için kurulmuş bir sosyal girişim olan Catalyst for World Water'ı kurdu. Bu, kurumsal biçimde, temiz suyun zor kısmının hiçbir zaman kimya olmadığının bir itirafıdır. O zamandan beri Stanford Tıp Okulu'nda öğrenci oldu ve çalışmasını nörobiyolojiye odaklamayı planlıyor; çimentodan beyne doğru bir dönüş, su üzerindeki çalışmasının malzeme bilimine ömür boyu süren bir bağlılıktan ziyade, kendini gösteren ve gitmesine izin vermeyen bir sorun tarafından yönlendirildiğini gösteriyor.

Deepika Neden Dahi Olarak Adlandırılıyor

Kelime, Kurup'a esas olarak 'sıkıştırma' nedeniyle yapışıyor: 14 yaşında yetkin bir yüksek lisans öğrencisinin 26 yaşında yaptığını yaptı ve 17 yaşında bunu daha iyi yaptı. Sergilenen belirli bilişsel nitelik ham hesaplama gücü değildir. Bu, sorun seçimi ve yinelemedir. Geçilmesi gereken net, ucuz bir yönteme sahip bir hedef seçti, manipüle edilemeyecek ölçülebilir uç noktalar (koliform sayıları, boya oksidasyon oranları) seçti ve kritik bir şekilde, ilk versiyon çalıştığında geri gidip malzemeyi yeniden inşa etti. Zaten 25.000 dolar kazanan bir proje üzerinde üç yıllık bir iyileştirme, onun kayıtlarındaki en az gösterişli ama bilimsel olarak en ciddi şeydir.

Dürüst karşı tez oldukça önemlidir. Kamu kayıtları ona ödülleri atfeder, hakem değerlendirmesinden geçmiş bir doğrulamayı, ölçekli saha dağıtımını veya bağımsız tekrarlamayı değil; kontrollü bir testte yüzde 98'lik bir koliform azalması köy su kaynağından çok uzaktır ve kariyerini belgeleyen makale bu boşluğun kapandığını göstermemektedir. Babası bir inşaat mühendisliği profesörüdür, bu bir diskalifiye nedeni değildir ancak bir bağlamdır. Ve kayıtlarda adı geçen kimse ona dahi demiyor; etiket, çok erken bir yaşta, gerçek bir sorunda çok iyi olan bir gence halkın yapıştırdığı bir şeydir. Bu, enflasyon olmadan bile yeterince etkileyicidir.

Miras

Kurup'un kalıcı katkısı kimyasal olduğu kadar retorik de olabilir: Su krizinin bir zaman ve gelir sorunu olduğu iddiasını ortaya koydu ve herhangi bir çözümün insanların halihazırda yaptığı en ucuz şeyle ölçülmesi gerektiğinde ısrar etti. Catalyst for World Water'ın kompozitini sahaya sürüp sürmeyeceği açık bir soru olmaya devam ediyor. Kendi dikkati nörobiyolojiye kaydı ve aynı içgüdünün - belirli bir mekanizmayı bulun, sonra ona saldırın - her alanda iyi çalıştığını belirtmekte fayda var.