Miriam Cather Simpson es una académica y emprendedora neozelandesa-estadounidense de física y química. Actualmente es profesora en la Universidad de Auckland , un nombramiento conjunto entre los departamentos de física y química. Es la fundadora del laboratorio láser Photon Factory de la Universidad de Auckland y directora científica de dos empresas derivadas , Engender Technologies y Orbis Diagnostics. Es investigadora asociada del Centro Dodd-Walls de Tecnologías Fotónicas y Cuánticas e Investigadora Emérita del Instituto MacDiarmid de Materiales Avanzados y Nanotecnología . Recibió la medalla Pickering Te Apārangi de la Royal Society en 2019. [1] Tiene un fuerte enfoque en la enseñanza, la tutoría y la divulgación pública y es una firme defensora de las cuestiones de igualdad de género y ética en la ciencia.
Hija de un oficial militar estadounidense destinado en Frankfurt , Simpson nació en Alemania. [2] [3] [4] Su familia se mudó a los EE. UU. y regresó 16 veces más antes de que ella terminara la escuela secundaria. [4] Ella atribuye su adaptabilidad como adulta a esta experiencia. La madre de Simpson se había especializado en historia del arte en la universidad y su padre en inglés. No había científicos en su familia. Como estudiante inteligente, la animaron a estudiar latín y literatura y estudiar medicina o derecho. [3]
En 1983, Simpson obtuvo una prestigiosa beca Echols en la Universidad de Virginia , un programa universitario único que fomenta la libertad de investigación y el pensamiento crítico. [3] [2] Su intención inicial era estudiar medicina, pero la flexibilidad académica del programa Echols le permitió tomar una variedad de materias que incluyen historia, civilización y literatura. Como estudiante de primer año, tomó un curso de biología avanzada y su instructor, el profesor Richard Rodewald, la invitó a trabajar en su laboratorio de biología celular durante el verano. [2] [3] El profesor Rodewald se convirtió en su primer mentor científico y su experiencia en su laboratorio la convenció de convertirse en científica. [3] [4] [2] Ella investigó cómo las ratas recién nacidas extraen inmunoglobulinas de la leche materna y las llevan al torrente sanguíneo, y aprendió a diseñar y probar experimentos y a utilizar equipos como microscopios electrónicos. [3] [2] Se graduó con una licenciatura en Estudios Interdisciplinarios en 1986. [5] [6]
Simpson hizo su doctorado en Ciencias Médicas en la Facultad de Medicina de la Universidad de Nuevo México como becaria predoctoral de Howard Hughes. [6] Comenzó su investigación de doctorado en biología celular sobre receptores relacionados con las alergias. [3] [2] Ella estaba en un MD/Ph.D. programa que investiga cómo moléculas como la histamina y la serotonina se liberan de las células inmunes cuando se encuentran con la ambrosía y cómo el citoesqueleto de las células cambia de forma durante las reacciones alérgicas. [7] A mitad de sus estudios de doctorado, Simpson se mudó de la facultad de medicina a un laboratorio de espectroscopia en el departamento de química de la Universidad de Nuevo México, cambiando el enfoque y el grupo de investigación. [3] [4] [2] Ella da dos razones para este cambio. En primer lugar, dice que necesitaba aprender más sobre los aspectos matemáticos de la química física para comprender los problemas de la biología celular. [3] [2] En segundo lugar, dice que inicialmente organizó una pausa de tres meses en el departamento de química física para evitar las consecuencias de una controversia. [7] [4] Durante este tiempo se involucró en la espectroscopia láser para investigar las interacciones entre la luz y las moléculas. [7] Ella planeaba regresar a la escuela de medicina y unirse a un nuevo grupo después de los tres meses, pero quedó tan cautivada por este tema que nunca regresó. [7]
El resto de su investigación de doctorado se centró en la dinámica vibratoria ultrarrápida de las proteínas hemo , las moléculas transportadoras de oxígeno en la sangre. [5] [8] Desarrolló un método para estudiar la forma en que las moléculas responden a la luz durante el primer picosegundo después de ser alcanzadas por un láser. [8] Ella compara el método con la fotografía stop-motion. Primero, golpeas una molécula con un pulso de luz láser corto y agudo. Luego, se toman una serie de “instantáneas” espectroscópicas para ver qué está haciendo la molécula con la energía que absorbe del láser. Utilizando este método, descubrió que las moléculas de hemo en la sangre absorben la luz y la convierten en vibraciones, esencialmente calor a escala molecular. [4] Recibió su doctorado. en Ciencias Médicas con especialización en la dinámica vibratoria ultrarrápida de las proteínas hemo en 1994. [5] Comprender cómo las moléculas convierten la luz en diferentes formas ha sido el foco de la investigación de Simpson desde entonces. [7]
Después de una beca posdoctoral distinguida del Departamento de Energía en los Laboratorios Nacionales Sandia en Albuquerque, Simpson ocupó un puesto permanente en el Departamento de Química de la Universidad Case Western Reserve en 1997. [6] [5] Allí instaló un laboratorio de láser para estudiar rayos ultrarrápidos. Conversión de energía en moléculas. [4] Junto con su colega la profesora Mary Barkley, Simpson fue una de las dos primeras mujeres contratadas en el Departamento de Química. [9] Fue ascendida a profesora asociada y fundó el Centro de Dinámica Química. Dirigió un exitoso programa de investigación que contó con el apoyo del NIH , la NSF y el Departamento de Defensa de Estados Unidos. [10] [11] Sus estudios impactaron directamente en la fototerapia, los componentes electrónicos a escala molecular y nanométrica y desentrañaron el comportamiento fundamental de los sistemas fotoactivos. [11] Simpson también dirigió el programa Case Chemistry Scholars y fue miembro de Glennan entre 1999 y 2000. [11] Además de su investigación sobre láser, fomentó la innovación en la enseñanza de pregrado, las mujeres en la ciencia y la ética en la educación y la investigación. [6] [11]
En 2007, Simpson emigró a Nueva Zelanda, donde se convirtió en profesora de física y ciencias químicas en la Universidad de Auckland. [5] [4] Según Simpson, el decano de ciencias le hizo una oferta de trabajo atractiva que hizo que la medida fuera beneficiosa para todos. [2] Después de mudarse a Nueva Zelanda, el enfoque de Simpson pasó de la investigación fundamental de cielos azules a un trabajo comercial más aplicado. [12] [8] La motivación inicial para este cambio fue la necesidad de recaudar dinero para los costosos láseres necesarios para su investigación, pero pronto se convenció del valor más amplio de la investigación aplicada y comercial para la sociedad. [12] En 2015, Simpson cofundó el Science Scholars Program en la Universidad de Auckland, junto con Richard Easther y David Edward Williams. [13]
En 2010, Simpson fundó Photon Factory, una instalación de investigación láser multiusuario en la Universidad de Auckland. [8] [6] La misión principal de la fábrica de fotones es permitir la investigación de todos los científicos de Nueva Zelanda (académicos, industriales, gubernamentales y dirigidos por estudiantes) mediante el uso avanzado de pulsos láser para interrogar las interacciones luz-materia y manipular y mecanizar. materiales. [2] Cather se ha interesado mucho en el papel de las universidades a la hora de generar innovación y beneficios económicos y su objetivo ha sido transformar Photon Factory de un laboratorio de investigación universitario a un "centro de innovación" de alto impacto. [12] The photon El equipo interdisciplinario de académicos, investigadores postdoctorales, estudiantes de posgrado y pregrado de la fábrica en física, química, ingeniería y biología trabajan en equipos fluidos para resolver problemas de investigación fundamentales, aplicados y empresariales . Una amplia cartera de investigación, desde la física química fundamental hasta la fotónica aplicada, es clave para financiar la operación.
La investigación de la fábrica Photon se especializa en el uso de pulsos láser extremadamente cortos (femtosegundos) para resolver problemas tanto fundamentales como aplicados. Estos incluyen el micromecanizado y la microfabricación (cortar, fabricar y dar forma a materiales), así como el sondeo de moléculas en millones de billonésimas de segundo después de absorber la luz. [4] [1] Son los primeros en el mundo en demostrar un control espacial y temporal sobre las "formas" de los pulsos láser ultracortos y en utilizar esos pulsos en diversas aplicaciones. [1] [4] Han logrado avances en cirugía ósea y chips sensores de calidad del aire. También estudiaron cómo se desvanecen los pigmentos en el arte, investigaron curas para el cáncer basadas en la luz, desarrollaron un dispositivo portátil para diagnosticar lesiones cutáneas sospechosas y exploraron las interacciones básicas entre láser y materiales. [14] [12] [4] Simpson dirigió el equipo de investigación desde 2010 hasta 2019, cuando dejó el cargo de directora de Photon Factory para centrarse en sus funciones comerciales. [15]
El trabajo de Simpson es reconocido internacionalmente por proporcionar información crítica sobre cómo las moléculas y los materiales convierten la luz en tipos de energía más útiles y por aplicar este conocimiento en áreas nuevas y apasionantes, como la clasificación de esperma para la industria láctea. [5] Simpson y sus estudiantes utilizan espectroscopía láser ultrarrápida para estudiar moléculas que evolucionan rápidamente a medida que convierten la luz en formas de energía más útiles. [6]
Simpson ha ganado premios nacionales e internacionales por su investigación y empresas derivadas asociadas, incluida la de ser la primera mujer nombrada ganadora suprema en los premios Kiwinet Researcher Commercialization Awards en 2016 y la medalla Pickering de la Royal Society of New Zealand en 2019. Fue elegida Miembro de la Royal Society of New Zealand en 2018 y del Instituto de Química de Nueva Zelanda en 2016 y ex presidente del Instituto de Física de Nueva Zelanda. [1] En 2023, fue elegida miembro de la SPIE (Sociedad Internacional de Óptica y Fotónica). [16] Es investigadora asociada [17] y ha asumido funciones de liderazgo en el Centro Dodd-Walls de Tecnologías Fotónicas y Cuánticas y es investigadora emérita del Instituto MacDiarmid de Materiales Avanzados y Nanotecnología, [6] dos centros nacionales. de Excelencia en Investigación (CoRE) en Nueva Zelanda. También ha sido elegida miembro de la Comisión de Física y Fotónica del Láser de la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada. Es un miembro activo de SPIE, habiendo formado parte de su Junta Directiva de 2021 a 2023, presentado en varias conferencias y formado parte de comités de conferencias. [18]
Simpson tiene un gran interés en utilizar la fotónica y las tecnologías basadas en la luz para hacer que la agricultura sea más eficiente y sostenible. Ha dado charlas internacionales y escrito artículos sobre este tema y en 2016 recibió en la Photon Factory una delegación de funcionarios gubernamentales chinos de alto nivel interesados en mejorar la productividad y la salud en el sector agrícola. [19] [20] Ha fundado dos empresas derivadas en el sector Agtech basadas en investigaciones realizadas en Photon Factory.
La primera empresa derivada de Simpson es Engender Technologies. Ella cofundó la empresa en 2011 por Simpson con la firma de inversión inicial Pacific Channel y el apoyo de la empresa de comercialización UniServices de la Universidad de Auckland. [21] [22] [23] Engender ha desarrollado una nueva técnica para clasificar eficientemente el esperma de toro por sexo, cuyo objetivo es brindar a los agricultores un mayor control genético sobre sus rebaños y reducir la cantidad de terneros bobby que deben ser sacrificados. La técnica utiliza láseres para "empujar" los espermatozoides entre canales "del tamaño de un cabello humano" en chips de microfluidos. [8] El proceso separa X (hembra) e Y (masculino) que contienen espermatozoides de toro y, por lo tanto, permite la selección por sexo. [24] En 2016, Engender ganó la categoría Agtech de la competencia de la Copa Mundial de Tecnología del Foro de Silicon Valley, la primera victoria de una empresa de Australasia. [25] [26] En noviembre de 2018, la empresa fue comprada por la empresa multinacional de genética CRV-Ambreed, la filial neozelandesa de la cooperativa holandesa CRV. Simpson ahora trabaja a tiempo completo en CRV-Ambreed para continuar con el desarrollo en Nueva Zelanda. [22] [27] [24]
Como directora fundadora, Simpson forma parte de la junta directiva de su segunda empresa derivada, Orbis Diagnostics, [28] que inicialmente atrajo inversiones iniciales para desarrollar tecnología que analice la composición de la leche en el establo de ordeño en el "punto de vaca". Esta tecnología consta de un disco del tamaño de un CD y utiliza tecnología láser avanzada para medir grasas, proteínas, progesterona y otros compuestos relevantes con el objetivo de informar a los ganaderos sobre el estado de salud, reproductivo y nutricional de la vaca. [29] [8] La investigación inicial de prueba de concepto se realizó con financiación inicial de la empresa de comercialización UniServices de la Universidad de Auckland y la empresa se formó con una nueva ronda de inversión a través de la empresa de inversión inicial Pacific Channel. [29] [30] [31]
Tras el brote de COVID-19 , Orbis Diagnostics ha cambiado su enfoque para adaptar su tecnología de "laboratorio en disco" para detectar anticuerpos contra el COVID-19. Su objetivo es desarrollar un disco de microfluidos robusto y desechable que ofrezca pruebas de precisión de laboratorio médico de manera urgente en los puntos de necesidad de la comunidad. La prueba se basaría en una punción de sangre en el dedo. La tecnología detectará si una persona tiene inmunidad al virus, no si está infectada actualmente. [32] Esto permitiría la identificación de personas cuyo estado inmunológico debería permitirles moverse de forma segura en la sociedad sin riesgos. La empresa ha recaudado 5,2 millones de dólares neozelandeses para el desarrollo. [33] [34] [35]
Desde el comienzo de su carrera, Simpson ha enfatizado el lado humano de la ciencia y se ha centrado fuertemente en la enseñanza, la tutoría, la ética y la comunicación pública. [12] En la Universidad Case Western Reserve fomentó la innovación en la enseñanza de pregrado, las mujeres en la ciencia y la ética en la educación y la investigación. [6] Fue reconocida por la CWRU Mortar Board Society, quien le otorgó el premio "Top Prof". [5] En la Universidad de Auckland se han impartido más de 1200 especialidades científicas y no científicas cada año, incluidos grandes cursos de pregrado y clases en el Departamento de Inglés que vinculan la física y la poesía. En 2013, Simpson ganó un premio nacional en Nueva Zelanda por la excelencia sostenida en la enseñanza terciaria. [36] [37] Fue elogiada por su uso de enfoques innovadores de enseñanza y tutoría que alientan a los estudiantes a ser independientes y automotivados. [38] [4] Estos incluyen métodos de grupos grandes para promover el pensamiento crítico, como ejercicios grupales de "Convencer a tu vecino" y "Problema del día". Según el informe del premio, los estudiantes responden bien con excelentes evaluaciones y resultados. Se anima a los estudiantes universitarios de ciencias e ingeniería a realizar investigaciones de vanguardia en Photon Factory. [39] [38]
Desde sus años de posgrado hasta ahora, Simpson ha abogado públicamente por cuestiones de ética y prejuicios de género en la ciencia. [7] [9] Tiene un gran interés en cómo se pueden utilizar la fotónica y las tecnologías basadas en la luz para abordar cuestiones de sostenibilidad y justicia social, como el cambio climático global, el agua potable y la energía sostenible. [6] [40] [12] [41] [20] [42] En octubre de 2019 firmó una carta pública contra el racismo en el campus de la Universidad de Auckland. [43]
Simpson es un defensor público de la diversidad en la ciencia. Fue una de las dos primeras químicas contratadas en el Departamento de Química de la Universidad Case Western Reserve y se involucró en un programa estadounidense llamado ACES (Academic Careers in Engineering & Science) cuyo objetivo era lograr la participación plena de las mujeres en todos los niveles del profesorado y liderazgo académico en la fuerza laboral de ciencia e ingeniería. [9] Ella dice que fue el programa ACES el que nos ayudó a reconocer el prejuicio de género y le dio al personal académico las herramientas para combatirlo. Desde entonces, ha aplicado estas lecciones a sus funciones de liderazgo en Nueva Zelanda. [9] También ha trabajado para alentar a maoríes y pasifika a considerar carreras científicas. [40] [4]
Desde 2015, la divulgación pública ha sido una de las misiones principales de Photon Factory. [12] Los esfuerzos coordinados de divulgación de Photon Factory comenzaron en 2015 cuando Simpson asumió el cargo de copresidente del Comité del Año Internacional de la Luz de Nueva Zelanda . Esta celebración buscaba crear conciencia sobre la importancia de la luz y las tecnologías basadas en la luz en todas las facetas de nuestras vidas, ya sean económicas, artísticas o científicas. [40] Simpson y su equipo obtuvieron financiación del gobierno de Nueva Zelanda en el marco del programa Unlocking Curious Minds. Como parte del evento, el equipo de Simpson organizó concursos de arte, un concurso de logotipos y se comprometió con la comunidad indígena ( maorí ) para idear una traducción del “Año Internacional de la Luz”. Llevaron a cabo actividades de divulgación en ocho museos de Nueva Zelanda y crearon kits ópticos de bajo costo para llevar a casa para niños que contenían experimentos prácticos relacionados con la luz que se pusieron a disposición de decenas de miles de niños y jóvenes de Nueva Zelanda. [3] [40] Estas actividades iban desde bacterias fluorescentes hasta ópticas comestibles, y la caja misma actuaba como un espectroscopio con experimentos interactivos. [40] [44] Desde 2015, Simpson y su equipo han colaborado activamente con escuelas y comunidades en Auckland y las zonas rurales de Nueva Zelanda.
Como oradora principal y plenaria, Simpson ha hablado sobre temas de sesgo de género en la ciencia, la innovación, la educación, la divulgación científica y la fotónica para la agricultura sostenible. [45] [9] [3] Sus charlas públicas han incluido una charla TEDx [46] y dos conferencias públicas de 2019 organizadas por el Instituto Perimeter de Física Teórica ; uno sobre el tema “Granjas, Alimentos y Fotónica” y otro para estudiantes de secundaria sobre el tema “Inspirar a las futuras mujeres en la ciencia” con motivo del Día Internacional de la Mujer . [41] [47]
