随着世界开始采取小步骤摆脱对化石燃料的依赖，研究人员越来越多地寻找创造性的解决方案来制造使现代生活成为可能的材料。
之后Karthish Manthiram完成了他的博士后研究，在加州理工学院在2016年，他建立了一个实验室在麻省理工学院的垫款，以减少化学品和材料组成物质世界的碳排放量所需要的科学。他的工作利用风能和太阳能等可持续能源，从氮、水和二氧化碳中合成塑料、化肥和其他人造材料，提供化石燃料的替代品。
他现在回到加州理工学院担任化学工程和化学教授。
你为什么决定成为一名化学工程师和化学家?
让化学和化学工程作为一门综合学科真正吸引我的是它能够在广泛的尺度范围内描述过程。您可以从微观现象，包括了解分子中的键如何形成和断裂，一直到宏观现象，例如大型化工厂的工作原理。
小时候，我对电很着迷——我认为它很神奇。我会坐在我儿时卧室的地板上，把我能找到的任何部件——电线、电池和我打捞起来的灯泡放在一起。这是一个非常有经验的过程——发现哪些安排使灯泡发光，哪些安排不起作用。当我进入高中和大学时，这种对电力的早期兴趣让位于对机器人技术和化学更加多样化的兴趣。现在，随着我的团队利用我们跨越化学和化学工程的视角，利用电力来建立和断开化学键，这些兴趣中的许多已经聚集在一起。
您能为我们介绍一下您的工作吗?
如果我们要求人们确定他们在自己的生活中产生碳足迹的地方，他们可能会指出驾驶汽车的动作，知道它是用汽油驱动的，或者打开电灯开关的动作，知道它可能是有动力的通过化石燃料。他们通常没有意识到，他们所接触的几乎所有事物背后都存在碳足迹。装有我使用的洗手液的塑料瓶后面有碳足迹。我现在正在谈论的笔记本电脑背后有碳足迹。我穿的衣服后面有碳足迹。这是不可避免的。具体来说，这种碳足迹是导致全球变暖的二氧化碳或其他温室气体的排放，
我们的团队专注于尝试将空气、水和可再生电力转化为有用的化学品，提供化学和材料制造脱碳的手段。由太阳能和风能驱动的模块化分布式设备可能是未来的化工厂。
可持续性如何在您的工作中发挥作用?
更广泛的社区正在进行各种活动，以激发化学合成的特定步骤。我们的团队正在专门尝试创建一个综合工具包，使我们能够执行尚未充分探索和开发的困难步骤。
例如，我们正在尝试开发在室温下将氮气和水转化为氨的方法;氨[氮和氢的化合物]很重要，因为它被用作肥料。事实证明，这真的很难做到，因为氮中的键非常牢固且不活泼，但我们小组已经找到了一种方法，可以在环境条件下以最高的速率做到这一点。
我们还可以考虑这如何与加州理工学院的其他工作相结合。如果有人利用太阳制造太阳能，那么该能量可以存储在电池中。[化学助理教授] Kim See 的小组正在研究这个问题。我们的团队正在寻找使用这种能量制造材料的方法。我认为加州理工学院正在开发的许多这些技术将结合在一起，我认为这真的很令人兴奋。
这种科学最具挑战性的事情是什么?
其中最难的部分是学习如何促进催化剂表面分子之间发生的分子级舞蹈。催化剂的工作是打破特定的键并形成特定的键。我们正在努力设计利用电场来驱动可持续化学合成所需的键断裂和形成步骤的催化剂。
在您的实验室中，典型的一天是怎样的?
很多电影都展示了一位科学家独自在地下室工作并自己提出一个想法;事实证明，科学是以一种非常协作和社会化的方式完成的。我们在团队中真正重视的一件事是，我们通过苏格拉底式对话推进了许多发现所需的科学，这是通过问题引导发现的。这是我一天中最喜欢的部分之一：花时间和我的学生一起在白板上描绘想法和数据，并提出问题让他们“啊哈!”片刻。
在某一天，科学上也有很多失败。我们尝试的很多事情都行不通，因为它们太具有挑战性，但这些时刻穿插其中，我们团队成员的创造力和毅力导致了重要的发现。
你喜欢怎样度过你的空闲时间?
我从小就喜欢跑步和长距离散步，这是我最喜欢与朋友和家人共度时光的方式之一。我也一直很喜欢通过摄影和录像来捕捉周围的人和世界;最近，我更喜欢拍人像了。弄清楚如何塑造当前的环境并操纵照明使其成为肖像画的美观画布，这令人兴奋。
