揭开天然材料的秘密

Benedetto Marelli在米兰长大，喜欢弄清楚事情是如何运作的。他修理损坏的设备只是为了有机会将它们拆开并重新组装起来。此外，从很小的时候起，他就强烈渴望对世界产生积极影响。就读于米兰理工大学后，他选择学习工程学。

麻省理工学院 Paul M. Cook 职业发展副教授 Marelli 说：“在发现世界如何运作、了解自然规则并利用这些知识创造可以对我们的社会产生积极影响的新事物的交叉点上，工程学似乎非常适合满足我的热情。

马瑞利决定专注于生物医学工程，这在当时是最接近生物工程的东西。他说：“我喜欢从事为我提供工程生活背景的研究，以改善人类健康和农业。

Marelli 继续在麦吉尔大学获得材料科学与工程博士学位，然后在塔夫茨大学的生物材料 Silklab 担任博士后。博士后毕业后，Marelli被麻省理工学院土木与环境系所吸引，很大程度上是因为麻省理工学院迈克菲工程学教授Markus Buehler的工作，他研究如何通过了解天然材料的结构来设计新材料。

“这与我的训练和想法产生了共鸣，即利用大自然的基石来建立一个更可持续的社会，”马瑞利说。“对我来说，从生物医学工程到土木和环境工程是一个巨大的飞跃。这意味着彻底改变我的社区，了解我可以教什么以及如何在新的工程分支中指导学生。当马库斯（Markus）与丝绸合作研究如何设计更好的材料时，这让我看到了与我正在做的事情和我可以做的事情的明确联系。我认为他是我在麻省理工学院的导师之一，很幸运能与他合作。

他说，马瑞利的研究旨在缓解几个紧迫的全球问题。

他说：“提高粮食产量，为不断增长的人口提供粮食安全，恢复土壤，减少化肥对环境的影响，以及解决气候变化带来的压力源，这些都是社会挑战，需要开发快速扩展和可部署的技术。

Marelli和他的同事们已经开发出源自天然丝绸的涂层，可以延长食品的保质期，为种植在盐碱性土壤中的种子提供生物肥料，并使种子在干旱的土地上建立更健康的植物并提高作物产量。据马瑞利称，这些技术在摩洛哥与本盖里尔的穆罕默德六世理工大学合作进行的现场测试中表现良好，并具有很大的潜力。

“我相信，有了这项技术，再加上麻省理工学院参与农业革命气候大挑战的PI们的共同努力，我们有一个真正的机会对地球健康产生积极影响，并找到在农村环境和高度现代化的农业领域都有效的新解决方案，”Marelli说，他最近获得了终身教职。

作为一名研究人员和企业家，他拥有大约 20 项专利和奖项，包括美国国家科学基金会 CAREER 奖、总统科学家和工程师早期职业奖和 Ole Madsen 指导奖，Marelli 说，总的来说，他对结构蛋白的见解——以及如何利用这种理解来制造多尺度的先进材料——是他最自豪的成就之一。

更具体地说，马瑞利引用了他关于草莓的突破之一。在博士后实验室举行的烹饪比赛中，他将浆果浸入无臭、无味的可食用丝绸悬浮液中，不小心把它放在了长凳上，大约一周后才发现它保存完好了。

马瑞利说：“通过减少食物浪费和对能源密集型冷藏运输的需求，草莓的涂层可以延长其保质期，在激励人们相信天然聚合物可以作为技术材料对我们的社会产生积极影响方面，这是很难被击败的。

当马瑞利在2022年获得生物创新研究所和科学创新奖时，他告诉 《科学 》杂志，他认为应该鼓励学生选择创业道路。他承认作为企业家的学习曲线是陡峭的，但也指出了研究的影响如何呈指数级增长。

他最近扩展了这个想法。

“我相信越来越多的学者和研究生应该尝试通过创业努力来’弄脏’自己的双手。我们生活在一个学者被要求对我们的社会产生切实影响的时代，翻译我们在实验室中学习的内容显然是雇用我们的学生和加强全球努力开发新技术的好方法，这些新技术可以使我们的社会更加可持续和公平，“马瑞利说。

Marelli 提到一家衍生公司 Mori，该公司从涂层草莓的发现中发展起来，并开发基于丝绸的产品来保存各种易腐烂的食物，他说，当知道 Mori 在市场上有一种产品是他的研究成果时，他感到非常满意——并且有 80 人正在努力将这一发现从“实验室到餐桌”。

“知道这项技术可以在食物浪费和与食物相关的环境影响等危机中发挥作用，这是最高的回报，”他说。

马瑞利说，他告诉那些正在为极其复杂的问题寻求解决方案的学生，要想出一个解决方案，“无论它可能多么疯狂”，然后进行广泛的文献综述，看看其他研究人员做了什么，以及“是否有任何迹象表明他们正在开发他们的解决方案”。

“一旦我们了解了可行性，我通常会与他们合作，尽可能地简化它，然后将问题分解成可串联和/或并行解决的小部分，”Marelli 说。

这一发现过程正在进行中。当被问及他的哪些技术将对世界产生最大的影响时，马瑞利说：“我认为这些技术仍然需要被发现。