融合科学和系统思维，使材料更具可持续性

对于Elsa Olivetti教授来说，解决像气候变化这样庞大而复杂的问题不仅需要实验室研究，还需要了解为全球经济提供动力的生产系统。

她的职业道路反映了她对从微观到大规模制造等尺度材料的研究。

“我一直都知道我想问什么问题，然后着手构建工具来帮助我提出这些问题，”Jerry McAfee工程学教授Olivetti说。

Olivetti 于 2022 年获得终身教职，最近被任命为工程学院副院长，无论是在课堂上、在她的实验室小组中，还是通过她在麻省理工学院领导的跨学科项目，她都试图让学生具备类似的技能。这些努力为她赢得了荣誉，包括 Bose 卓越教学奖、2021 年的 MacVicar 教师奖学金和 2023 年的麦当劳卓越指导和咨询奖。

“我认为，要在可持续发展方面取得真正的进展，材料科学家需要以跨学科、系统层面的方式思考，但在深层次的技术层面上，”Olivetti说。“支持我的学生，让更多的人可以做到这一点，这对我来说是非常有益的。”

她的使命是使材料更具可持续性，这也让 Olivetti 很感激她在麻省理工学院，麻省理工学院在跨学科合作和技术知识方面有着悠久的传统。

“麻省理工学院的核心竞争力为在气候和可持续发展方面取得大胆的成就做好了充分准备——经济学方面的深厚专业知识、科学前沿知识、计算创造力，”奥利维蒂说。“这是一个非常激动人心的时刻和地点，进步的关键因素正在以变革的方式酝酿。”

接听电话

让 Olivetti 踏上人生旅程的那一刻始于她 8 岁时，当时有人敲门。她的父母在另一个房间里，所以奥利维蒂打开门，见到了绿色和平组织的组织者，绿色和平组织是一个致力于提高人们对环境问题的认识的非营利组织。

“我和那个人聊了聊，并迷上了环境问题，”奥利维蒂说。“我还记得那次谈话。”

这种互动改变了奥利维蒂对自己在世界上的位置的看法，她的新视角以一些独特的方式表现出来。她的小学科学博览会项目变成了对环境解决方案的精心追求，包括将各种物品埋在后院以测试生物降解性。还有一次尴尬的天然杀虫剂开发尝试，导致她的卧室里孵化了一条蠕虫。

作为弗吉尼亚大学的本科生，奥利维蒂被环保主义和材料科学课程所吸引。

“材料科学与更广泛的系统环境设计方式之间存在联系，这对我来说是我想思考环境问题的方式——从原子到系统，”Olivetti回忆道。

这种兴趣促使 Olivetti 于 2001 年前往麻省理工学院攻读博士学位，在那里她研究了锂离子电池新材料的可行性。

“我真的很想在系统层面上思考问题，但我想将其建立在基于实验室的研究中，”Olivetti说。“我想在研究生院获得体验式体验，这就是我选择麻省理工学院课程的原因。”

无论是她的本科学习、博士学位，还是随后在麻省理工学院的博士后工作，Olivetti 都试图学习新技能，以继续弥合材料科学和环境系统思维之间的差距。

“我认为这是，’这是我如何建立我提问的方式，’”Olivetti 解释道。“我们如何设计这些材料，同时尽早考虑它们的含义？”

自 2014 年加入麻省理工学院以来，Olivetti 开发了计算模型来衡量新材料的成本和环境影响，探索采用更可持续和循环供应链的方法，并评估了锂离子电池生产规模化时潜在的材料限制。这项工作有助于公司增加使用更环保、可回收的材料，并更可持续地处理废物。

Olivetti认为，她的研究范围很广，这让她实验室的学生对材料的生命周期有了更全面的了解。

“当小组开始时，每个学生都在研究问题的不同方面——比如自然语言处理管道，或回收技术评估，或废物的有益利用——现在每个学生都可以在他们的研究中将这些部分联系起来，“Olivetti解释道。

除了她的研究之外，Olivetti 还共同领导了麻省理工学院气候与可持续发展联盟，该联盟建立了一套由八个可持续发展领域组成的联盟，并围绕这些领域组织联盟。每个联盟都涉及公司的技术领导者和麻省理工学院的研究人员，他们共同努力，通过帮助公司采用创新和更可持续的技术来加速麻省理工学院研究的影响。

“减缓和适应气候变化是一个非常复杂的问题，在麻省理工学院，我们有跨学科合作应对许多挑战的实践，”奥利维蒂说。“依靠这种文化并解锁更有效地前进的方法令人兴奋。”

弥合鸿沟

今天，Olivetti试图通过与应用保持密切联系，最大限度地发挥她和她的学生在材料工业生态学方面的研究的影响。在她的研究中，这意味着直接与铝公司合作，设计可以包含更多废料的合金，或者与非政府组织合作，将农业残留物纳入建筑产品中。在课堂上，这意味着请来公司的人来解释他们如何看待产品中的热交换或流体流动等概念。

“我喜欢尝试将学生在课堂上学到的知识与世界上正在发生的事情联系起来，”Olivetti 解释道。

让学生接触行业也是帮助他们思考自己职业的好方法。在她的研究实验室里，她开始利用会议的最后 30 分钟来主持在国家实验室、初创公司和大公司工作的人的演讲，向学生展示他们在获得博士学位后可以做什么。这些讲座类似于Olivetti发起的行业研讨会系列，该系列将本科生与3D打印，环境咨询和制造等领域的人员配对。

“这是为了帮助学生了解他们兴奋的事情，”奥利维蒂说。

无论是在教室、实验室，还是在 MCSC 等组织举办的活动中，Olivetti 都认为协作是人类应对气候变化的最有力工具。

“我真的很喜欢在人与人之间建立联系，”奥利维蒂说。“了解人们并在他们所在的地方与他们会面是建立有效联系的一种方式。这是关于为人们创造合适的思考和学习的游乐场。