Semasa percutian ke Costa Rica pada 2018, Moitri Santra yang berusia sepuluh tahun ketika itu melihat bahawa perairannya kelihatan merah dan coklat. Walaupun dia tidak tahu pada masa itu, dia melihat Red Tide, salah satu daripada banyak bunga alga berbahaya yang membebaskan toksin yang boleh membawa maut kepada ikan, kerang, mamalia laut dan burung yang memakan ikan beracun. Selain itu, bunga alga yang berbahaya ini menghabiskan oksigen yang terdapat di dalam air. Lebih-lebih lagi, dia melihat papan tanda di seluruh pantai, memberi amaran kepada orang ramai supaya tidak masuk ke dalam air. The India Global akan terus mencipta penyelesaian untuk menuai alga berbahaya semasa ia masih hidup dan berpotensi mengubahnya menjadi biofuel.
Apakah Bunga Algal Memudaratkan?
Apabila Moitri pulang ke Florida, dia mula menyelidik alga toksik, mendapati bahawa ia adalah kebimbangan yang berkembang pesat. Dia mendapati kajian tujuh tahun oleh Suruhanjaya Oseanografi Antara Kerajaan UNESCO, pangkalan data peristiwa alga berbahaya telah merekodkan 9,503 kejadian dengan kesan ke atas masyarakat manusia. "Ia mencemarkan hidupan marin dan makanan laut," kata remaja itu, semasa pembentangannya untuk Cabaran Saintis Muda 3M. Dia terus membangunkan robot, dan gel filem yang boleh menarik alga ke substrat. Visinya adalah untuk dapat membersihkan lautan daripada Mekar Alga Berbahaya dengan mengumpul alga hidup-hidup dan menukarnya kepada biofuel.
Alga Bloom yang berbahaya berlaku secara semula jadi dalam badan air, dan juga boleh digalakkan oleh aktiviti manusia. Larian fosfat dan nitrat daripada baja, serta daripada kumbahan dan larut lesap (cecair daripada sisa pepejal), bersama-sama dengan cahaya matahari yang berlebihan boleh menyebabkan bunga alga yang berbahaya membiak. Mereka juga sepuluh dto lebih suka perairan yang lebih hangat, tenang dan lebih cetek. Sejumlah besar wang dibelanjakan untuk membersihkan badan air daripada HAB ini, AS sahaja membelanjakan $1.1 bilion pada tahun 2020. Selain itu, terdapat produk untuk memerangi bunga ini, tetapi Moitri berkata ia tidak sesuai dengan sasaran, atau bahan pencemar dalam diri mereka sendiri.
Penyelesaian Moitri
"Saya mencipta gel larut air, terbiodegradasi dan bercas positif dengan ion sitrat dan asid sitrik," jelas Moitri. Kitosan dan asid sitrik yang terkandung dalam gel mendorong pembekuan dalam alga. Dia menghabiskan percutian musim panas untuk bereksperimen dengan gel dan substrat, mengubah ruang makan keluarga menjadi makmal sementaranya. "Bunga alga ini ada di mana-mana tetapi sangat menonjol di Florida," jelasnya.
Gel Moitri direka bentuk untuk biodegradasi dan larut air, mengurangkan kesan alam sekitar. Polimer kitosan membengkak dan membawa asid sitrik dalam air dalam gel. Gel tersebut menyebabkan pembekuan dalam alga, menyebabkan ia bergumpal, menjadi padat dan tenggelam ke dasar. Walau bagaimanapun, proses itu juga menyebabkan mereka mati. Walau bagaimanapun, proses penguraian menghabiskan oksigen daripada air, membunuh hidupan marin di sekelilingnya.
Prototaip yang berfungsi
Mentor 3Mnya, Dr Kannan Seshadri membantunya dengan pemulihan. Moitri menyedari bahawa alga boleh dituai untuk membuat biofuel, yang datang dengan faedah alam sekitar sendiri. “Saya bereksperimen dengan gel, serbuk dan kepingan dan mendapati bahawa gel filem kering terapung dengan berkesan di atas air, dan menarik alga dalam masa kurang dari satu minit. Walau bagaimanapun, ini memerlukan bahan substrat untuk memerangkap alga. Dalam versi awalnya, Moitri telah menggunakan span scotch brite, iaitu bahan bukan tenunan dengan gentian berjalin. "Saya bereksperimen dengan lebih kurang sedozen bukan tenunan dalam rayon, viscose, pulpa kayu, PA dan nilon," jelasnya. “Saya hanya memilih yang hidrofobik kerana bahan hidrofilik akan menyerap air dan menjadi berat. Akhirnya, dia menggunakan bahan bukan tenunan PET.
Tetapi selepas semua ini, bagaimana alga dituai? Untuk ini, dia membina SCARAB, robot EV3 yang boleh digunakan di atas bot. Substrat diikat pada gelendong dan diikat di bawah 'panduan' untuk memegang bahan di tempatnya. Bahan ini disalut dengan gel dan apabila motor dihidupkan, gelendong berputar perlahan-lahan melawan arah jam, meracau dan membongkar substrat untuk mengumpul alga. Bahan substrat juga membolehkan alga terperangkap. "Alga masih hidup pada akhir proses. Saya menelitinya di bawah mikroskop dan ia jelas bergerak,” tambahnya.
Cabaran 3M dan Sarjana Broadcom
Dia mengaitkan banyak kejayaannya kepada mentornya, Dr Kannan Seshadri. "Dia membantu saya mengubah idea mudah saya menjadi prototaip yang berfungsi, " kata Moitri. "Saya berfikir untuk menenggelamkan alga dan dia membenarkan saya melihat bahawa ia berpotensi menyebabkan lebih banyak kemudaratan alam sekitar." Cabaran Moitri seterusnya adalah untuk mengeluarkan alga dari jalur tanpa merosakkannya, yang dia harap dapat dilakukan dengan primer. "Jika buku asas yang betul digunakan, ia juga boleh meningkatkan kebolehgunaan semula jalur," katanya. Dia berharap untuk melihat inovasinya digunakan di seluruh dunia, dan akhirnya penggunaan alga yang dituai ini dalam pembuatan biofuel.
Pada 2022, Moitri juga menduduki tempat kedua dalam kategori teknologi di Broadcom MASTERS, membawa pulang hadiah wang tunai dan peluang untuk menghadiri kem musim panas STEM. Dia memutuskan untuk mengikuti minatnya dalam perubatan dan universiti perubatan di Program Musim Panas Pra-Kolej Universiti Connecticut untuk tumpuan pra-perubatannya. Di sana, dia menghabiskan masanya menghadiri kuliah pada waktu pagi dan mengambil pelajaran praktikal pada sebelah petang, meneroka pengkhususan yang berbeza setiap hari. "menggunakan peragawati, kami melakukan simulasi situasi kecemasan," kata Moitri, yang sentiasa terpesona dengan tubuh manusia dan banyak fungsi kompleksnya.