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エネルギーアプリケーションのための Designs Nanomaterials MIT 教授

Published on October 11, 2012 at 6:44 AM

彼が実地工学のより純粋な科学に最初にもっと興味を起こさせられたことを 2 人のエンジニアの息子として中国で育って、 Ju 李は言います。 「私は理論物理学によってかなり私が子供だったときに」、彼再呼び出しします魅了されました。

、 Ju 李は MIT の物質科学の部の教授および工学および核科学および工学スキャンのトンネルを掘る顕微鏡検査のホールダーを nanofactory そのままの透過型電子顕微鏡で使用されて保持します。 (写真: M. スコット Brauer)

しかしついに、彼は実用的のと理論的の結合する方法を見つけました: 原子および電子がどのように彼が原子レベルからの新しい材料を設計することを可能にする方法で動作し、相互に作用しているか調査します。

MIT の物質科学および工学 (DMSE) の部の教授として共同任命をおよび核科学および工学 (NSE) 保持する李は変形できる研究のフィールドで - 巨大な核発電所に mitochondria より小さい電池からのすべてで…エネルギーが生成される方法、保存され、使用されて終了しました。

中国の理工系の大学の彼の大学年では、李は電気工学に非常に興味があるようになり、コンピュータ・サイエンス、彼は説明します。 それはこれらの材料 - 精密な実験室の実験によって確認され、開発することができる技術 -- を使用する新しい方法のための潜在性を理解するのに電子および原子レベルで材料の計算機シミュレーションを使用するアプローチに彼を導きました。

スケールの広い範囲を渡って働くことは彼が博士課程の学生として MIT で着いて以来ずっと李の研究の中央機能です。 「私は私が物理学の私の知識を使用できコンピュータを材料の動作を模倣するために」使用することを見つけました。 「私はそれが非常によい適合」とだったことを感じました彼は言います。

2000 年に MIT からの原子力工学の彼の PhD を得た後、彼は postdoc として 2 年を、シドニーとの働き甲高い声で話します、今また NSE および DMSE の共同任命を保持する名誉教授ここに過ごしました。 今では全米科学財団のディレクターである、および、 Krystyn ヴァン Vliet DMSE の助教授働きました李その間また MIT の研究者と Subra Suresh。

彼は 2002 年に物質科学の助教授の位置および 2007 の物質科学の助教授としてペンシルバニア大学に取るために MIT を移動するオハイオ州立大学の工学を去りました。 彼は核科学および工学の Battelle エネルギー同盟教授と DMSE の教授として 2011 の MIT に戻りました。 彼の妻、生物的エンジニアは MIT に、現在 postdoc です; カップルに 12歳の娘および 5歳の息子があります。

李は厚のナノメーターのデザイン nanoscale ワイヤー - ちょうど陽極および陰極として機能できる 10 を助ける最も小さい構造の動的な動作を観察し、模倣することにかかわります - 電池の、だれでもより小さいスケールの 2 本の実行中の棒がずっと前に作り出したが。 働く装置にこれらを統合するそれ以上の作業と彼は言います、これは素晴らしい旅行 1966 年のサイファイのフィルムで 「示されているすばらしい機能に近づくことができるシステムの実際バージョンの方に第一歩であることができます」、どれが凝血を除去するために人の血流を通ってナビゲートできる小型化された潜水艦を描写しました。

「私達の共作者と、私達は世界の最も小さい電池を作りました」と李は言います。 それがマイクロおよび nanodevice の移動性にまだ完全に開発されていない - 完全な、機能ユニットにこれらの電極を包む方法を見つける彼のまだグループの必要性 - 小型化された電池いつの日か電力源を提供できるけれどもと李は言います。

複雑にされたそのままの透過型電子顕微鏡を利用して (TEM)、彼はまた起こるこれらの小さいスケールでいつの日か利用され、複数の新しい現象を検出しました。 「見ることは信じることです」、李はそのままの TEM の確認の言います。 「それは提供します模倣の私達の新しい方法の非常によい小切手を」。

原子スケールのこれらの原動力のほとんどの分析は長期シミュレーションを遂行するのに必要とされる計算力の圧倒されるような量のために実際に重要な効果を、見つけるには、李は言います、余りに限定されます。 「材料のために重要一定時間にわたりである結束が壊れるまれなイベントである何が、転位かひびは展開でき」、と彼は言います。 李および彼の同僚はこれのまわりでタイムスケールの限定を克服できる見つけ、微細構造の改革を運転するそのような 「まれな」イベントを予測しますアルゴリズムの開発によって方法を。

加速されたシミュレーションの技術の適用によって、李は世紀か千年間まで少数のナノ秒のタイムスケールから外挿法で推定するのにこれらの新型車を使用できました - 必要な時間はからの無駄を使用される容器の安定性を評価するためにできる原子炉のコア、保存するのに多くのたくさんの年のために危険なほどに放射性に残ります。

ここで、大きい伸縮性がある緊張が材料の特性にどのようにに影響を与えるか李は言います、彼の新規工事の一部は焦点を合わせます。 例えば格子が約 1% 拡大するようにケイ素が伸びるとき、電子の機能は約 50% 材料の内で移動する増加することが、 Intel および他の会社は分りました; この技術は電子チップの広い範囲に既に適用されています。 李は伸縮性がある緊張工学に基づいてアプリケーションの広大なアレイになることができるものがのこれがちょうど表面をスクラッチしていることを考えます。

大きい伸縮性がある緊張の nanoscale の処理へダウン状態になることによって、材料の新しく、予期しない特性を検出することは可能であることを李は言います、彼は考えます。 彼は未来の工学の影響が前に青銅器時代で以上 5 千年間案内した私達の祖先によって金属の合金になることの発明と対等であることができることを考えます。 弛緩なしで、そして適用し、測定し、伸縮性がある緊張のためにそして物理的な、化学特性に対する効果の理解大きい圧力に抗できる nanomaterials を作るための新技術は、設計された材料のための革命的な新しい可能性を開発していますと、彼は言います。

「私は化学薬品の合金になることが持っていたと大いにこれは言う結局人間文明と」、李の影響があるかもしれないことを信じます。 「Nanomaterials に一般に伸縮性がある緊張のための大いにより大きい許容があります。 6 次元の伸縮性がある緊張スペースの材料の探索によって、私達は沢山の部屋が底に」。あるという Feynman の文に新しい意味を与えることを試みます

ソース: http://web.mit.edu

Last Update: 11. October 2012 07:41

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