Abby Grosskopf，四年级化学工程博士。研究用于药物输送、生物保护等的复杂生物材料系统的学生最近发现自己与 FedEx 的一名工作人员发生了争执——不是关于运输成本或延迟到达，而是关于凝胶的流动性。
联邦快递声称她的包裹含有液体，因此无法运输，但格罗斯科普夫说“如果你测量它，它会更坚固。”
被称为水凝胶的“灰色区域固体”的应用远不止运输困难，然而：它们在跨工程、医学和环境可持续性的项目中变得越来越有用。
材料科学与工程教授 Eric Appel 领导 Appel 研究小组——正如 Appel 所描述的那样，他的团队探索了化学的扩展，重点是“以特定和可控的方式组装分子”。他们在水凝胶方面的工作尤其为许多与植物和人类安全越来越相关的应用打开了大门。
Appel 的目标之一是保护可能遭受毁灭性野火影响的地区的植物。Appel在斯坦福大学生物工程教授 Russ Atman 的播客“万物的未来”中描述了该项目的广泛设计。他的团队需要考虑如何轻松合成凝胶并将它们作为薄膜展开，而不会被大雨冲走。
他的团队最终设计了可生物降解的纤维素基水凝胶，可以安全地覆盖树木和其他植物，使它们更耐火。Perimeter Solutions 是一家专注于保护易发生火灾地区植物的公司，后来收购了 Appel 的技术和他的公司 LaderaTech。Perimeter Solutions 计划在易发生野火的森林中分发凝胶。
Appel 表示，用于阻燃剂的工程凝胶工艺也可以在相邻领域提供重要的改进。
Appel 研究中心还包括生产缓释疫苗，或使用粘性凝胶延长疫苗对免疫系统暴露时间的接种。控释系统使身体能够产生更有效的抗体，从而有可能延长疫苗的效力。
但是这个项目面临着几个障碍，包括找到一种方法来保持凝胶的分子完整性，因为它被推过一个小针。“你施加的力可以撕开超分子尼龙搭扣并将凝胶分开，”阿佩尔说。Appel 表示，为了克服这些障碍，该项目需要机械工程的帮助来创造正确的物理特性，并需要医学专业知识的帮助来确保注射液和凝胶长时间暴露是安全的。
Grosskopf 通过指出各个领域在解决方案中所起的作用，强调了跨学科的科学方法在克服障碍方面的重要性：化学有助于“确定聚合物的大小”，物理学有助于探索这些“聚合物如何相互作用形成凝胶”，生物化学有助于“封装蛋白质并观察它们如何在凝胶内扩散”，甚至材料科学都有助于处理这些“时髦的材料”，她说。
Brigette Schmittlein MS '21 还表示，她在多个学科的教育背景有助于 Appel 实验室的其他项目。“机械工程本科学位有助于理解材料的机械性能、表征方法以及这些水凝胶如何与医疗器械和消费品相互作用”，而“材料科学硕士学位帮助我更好地理解了结构与水凝胶中化学成分的功能关系，”Schmittlein 说。
阿佩尔赞同跨学科方法在科学创新中的重要性。“创新发生在界面上，”阿佩尔说。“当你看到一个领域的专业知识能够解决另一个领域存在的问题时。”
Appel 表示，随着地球越来越多地受到野火和新病毒变种的破坏，水凝胶具有非常重要的应用。但这些突破性的发现和发明在各个领域的交汇处蓬勃发展，需要水凝胶的多样性和人的多样性。
“斯坦福是开展此类科学的理想场所，因为你不能单独进行跨学科科学，”他说。
