Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

Профессор Конструировать Nanomaterials MIT для Применений Энергии

Published on October 11, 2012 at 6:44 AM

Вверх в Китае как сынок 2 инженеров, Ju Li говорит что он первоначально больше было заинтересовано в чисто науке чем в практическом инженерстве. «Я довольно был fascinated теоретической физикой когда Я был малышем,» он вспоминаю.

Ju Li, профессор в отделах MIT науки материалов и инженерства и ядерных науки и инженерства, держит держатель микроскопии прокладывать тоннель скеннирования использовано в nanofactory в электронной просвечивающей микроскопии situ. (Фото: M. Скотт Brauer)

Но под конец, он нашел путь совместить теоретическое с практически: изучающ как атомы и электроны поступают и взаимодействуют в путе который позволяет ему конструировать новые материалы от атомного уровня дальше вверх.

Li, который держит совместное назначение как профессор в отделах MIT науки материалов и инженерства (DMSE) и ядерных науке и инженерстве (NSE), кончался вверх в области исследований которая смогла преобразовать путь энергия произведена, сохранено и использовано - в всем от батарей более малюсеньких чем mitochondria к огромным ядерным электрическим станциям.

В его летах коллежа на Университете Науки и Техники Китая, Li стал очень заинтересованным в электротехнике и компьутерные науки, он объясняет. То вело его к подходу который использует имитации компьютера материалов на электронных и атомных уровнях для того чтобы понять потенциал для новых путей использования этих материалов - методов которые можно после этого подтвердить и начать через точные эксперименты по лаборатории.

Работа через широкий диапазон маштабов центральная характеристика исследования Li с тех пор он приехал на MIT как докторский студент. «Я нашел Я смогло использовать мое знание физики, и работает с компьютерами» для моделирования поведения материалов. «Я чувствовал что было очень хорошей пригонкой,» он говорит.

После зарабатывать его PhD в ядерном инженерстве от MIT в 2000, он проводил 2 лет как postdoc здесь, деятельность с Сидни Yip, теперь заслуженный профессор, который также держит совместное назначение в NSE и DMSE. Во Время того времени Li также работать с исследователями Subra Suresh MIT, который теперь директор Национального фонда, и Krystyn Van Vliet, адъюнктом-профессором в DMSE.

Он вышел MIT в 2002 для того чтобы принять положение ассистента профессора в науке материалов и инженерство на Государственном Университете Огайо, двигая к Пенсильванскому Университету в 2007 как адъюнкт-профессор науки материалов. Он возвратил к MIT в 2011 как Профессор Союзничества Энергии Battelle Ядерной Науки и Инджиниринга и как профессор в DMSE. Его супруга, биологический инженер, в настоящее время postdoc на MIT; пара имеет дочь годовалого 12 и сынка годовалого 5.

Li включается в наблюдать и имитировать динамическим поведением самых малюсеньких структур, помогая проводам nanoscale конструкции - как раз 10 нанометров толщиной - которые смогли подействовать как аноды и катоды, 2 активных полюса батареи, но на маштабе далеко более малом чем любое производили раньше.

«С нашими сотрудницами, мы делали самую малую батарею в мире,» Li говорит. Хотя она пока не полностью развившийся - его группы потребности все еще найти пути упаковывать эти электроды в полный, функциональный блок - миниатюризированная батарея смогла someday обеспечить источник питания для удобоподвижности микро- и nanodevice, Li говорит.

Принимающ преимущество изощренного в электронной просвечивающей микроскопии situ (TEM), он также открывал несколько новых явлений которые осуществляют на этих малюсеньких маштабах и которые смогло someday быть обуздано. «Видеть верить,» Li говорит в утверждении situ TEM. «Оно обеспечивает очень хорошую проверку наших новых методов моделирования.»

Большинств анализ этой динамики на атомном маштабе, Li говорит, слишком ограничен для того чтобы найти их действительно значительно влияния, из-за ошеломительного количества вычислительной силы необходим для того чтобы унести долгосрочные имитации. «Что важны для материалов над временем редкие случаи, куда скрепления ломают и вывихивание или отказ могут эволюционировать,» он говорит. Li и его коллегаы находили пути вокруг этого путем начинать алгоритмы которые могут отжать ограничения timescale и предсказывают такие «редкие» случаи которые управляют развитием микроструктуры.

Путем прикладывать ускорять ход метод имитации, Li мог использовать эти новые модели для того чтобы экстраполировать от timescales немного наносекунд до столетий или тысячелетий - время необходимое оценить стабилность контейнеров используемых для того чтобы хранить отход от сердечников ядерного реактора, которые могут остает опасно радиоактивным для много тысяч лет.

Теперь, Li говорит, некоторая из его новой работы сфокусировано на как большая эластическая деформация влияет на свойства материалов. Например, Intel и другие компании находили что когда кремний протягиван так, что своя решетка расширит около 1 процентом, способность электронов двинуть внутри материал увеличивает около 50 процентами; этот метод уже прикладной к широкому диапазону электронных обломоков. Li думает что это как раз царапает поверхность что смогло стать более обширным блоком применений основанных на инженерстве эластической деформации.

Путем идти вниз к манипуляциям nanoscale большой эластической деформации, Li говорит, он думает что будет возможно открыть новые и неожиданные свойства материалов. Он думает что удар на будущем инженерстве смог соответствовать к вымыслу сплавлять металлов нашими родоначальницами, которые ввели в Бронзовом Век больше чем 5 тысячелетий тому назад. Новые виды технологии для делать nanomaterials которые могут выдержать большое усилие без релаксации, и для применяясь и измеряя эластической деформации и понимать свои влияния на медицинском осмотре и химических свойствах, раскрывают вверх революционные новые возможности для проектированных материалов, он говорит.

«Я верю что это может окончательно иметь удар на людской цивилизации как очень по мере того как сплавлять химиката имел,» Li говорит. «Nanomaterials вообще имеют гораздо большле допуск для эластической деформации. Путем исследовать материалы в 6-габаритном космосе эластической деформации, мы пробуем impart новая смысль к заявлению Feynman что множество комнаты на дне.»

Источник: http://web.mit.edu

Last Update: 11. October 2012 07:43

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit