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MIT Designs Nanomaterials 教授能源應用的

Published on October 11, 2012 at 6:44 AM

長大在中國作為二位工程師的兒子, Ju 李說他更最初感興趣對純科學比在實踐工程。 「我由理論物理相當迷住,當我是孩子」,他收回。

Ju 李,材料學的 MIT 的部門的一位教授和工程和核科學和工程,拿著掃描挖洞顯微學持有人用於 nanofactory 在原處透射電鏡術。 (照片: M. 斯科特 Brauer)

但是最終,他查找了一個方式與實用結合理論上: 學習原子和電子如何正常運行并且配合用允許他設計從這個基本級別的新的材料的方法。

李,暫掛聯合任職作為材料學和工程 (DMSE) MIT 的部門的一位教授和核科學和工程 (NSE),在可能變換的研究領域在一切比線粒體結束了能源被生成的方式,存儲和使用 - 從電池微小對巨大的核發電廠。

在他的在科技大學的學院歲月中國的,李變得非常對電氣工程感興趣,并且計算機科學,他解釋。 那導致他使用材料計算機模擬在電子和基本級別瞭解在使用這些材料新的方式的潛在 - 技術可能通過準確的實驗室實驗然後被確認和被開發的途徑。

自那以後他 MIT 到達了作為博士生,從事在各種各樣的縮放比例間是李的研究一個中央功能。 「我查找我可能使用物理我的知識,并且與計算機一起使用」塑造材料工作情況。 「我感到它是非常好適應」,他說。

在取得他的 PhD 以後在從 MIT 的核工程方面,在 2000年他度過了二年作為 postdoc 這裡,與希德尼的工作犬吠,現在榮譽退休教授,也暫掛在 NSE 和 DMSE 的聯合預約。 在那時李也從事了與 MIT 研究員 Subra Suresh,現在是國家科學基金會的主任和 Krystyn 範 Vliet, DMSE 的一位副教授。

他在 2002年把 MIT 留在採取在材料學的一個助理教授在俄亥俄州立大學的位置和工程,搬到賓夕法尼亞大學在 2007 作為材料學副教授。 他回到了 2011 的 MIT 作為核科學和工程 Battelle 能源聯盟教授和作為 DMSE 的一位教授。 他的妻子,一位生物工程師,當前是 postdoc 在 MIT; 這對夫婦有一個 12 歲的女兒和一個五歲的兒子。

李在觀察和模擬介入最微小的結構的動態工作情況,幫助設計 nanoscale 電匯 - 濃厚毫微米十 - 可能作為陽極和負極,電池二根有效的杆,但是在等級小於任何人以前生產了。 以集成這些的若乾進一步工作一個運轉的設備,他說,這可能是第一步往可能處理在 1966年科學幻想小說影片顯示的驚人的功能 「意想不到的遠航系統的一個真實版本」,哪些表示可能通過人員的血液駕駛為了去除血塊的一艘小型化的潛水艇。

「與我們的合作者,我們在這個世界上做最小的電池」,李說。 雖然它不是充分發展的 - 他的仍然組需要查找包裝這些電極辦法到一種完全,功能部件 - 小型化的電池可能為微型和 nanodevice 流動性某天提供電源,李說。

利用複雜的在原處透射電鏡術 (TEM),他也發現了在這些微小的縮放比例進行,并且可能某天被利用的幾種新的現象。 「眼见为实」,李說在原處 TEM 驗證。 「它提供我們新的方法非常好支票塑造」。

對在這個基本縮放比例的這些動力的多數分析,李說,太被限制查找他們的確實重大的作用,由於計算功率必要的嚇人的相當數量執行長期模擬。 「什麼對材料是重要隨著時間的推移是少見活動,債券中斷,并且脫臼或精銳部隊可能演變」,他說。 李和他的同事在此附近找到辦法通過開發可能解決時標限制的算法并且預測驅動微結構演變的這樣 「少見」活動。

通過適用一個加速的模擬技術,李能使用這些新的設計從一些納秒時標外推至世紀或千年 - 需要的時間評估用於的容器的穩定性存儲從核反應堆核心 的浪費能依然是危險放射性為許多千位幾年。

現在,李說,他的一些新的工作集中於大彈性應變如何影響材料屬性。 例如, Intel 和其他公司發現,當硅被舒展時,以便其格子由大約 1% 擴展,電子的能力移動在材料內增加大約 50%; 此技術已經適用於各種各樣的電子籌碼。 李認為這抓什麼的表面可能成為在彈性應變工程基礎上的浩大的應用。

通過斷開大彈性應變的 nanoscale 處理,李說,他認為發現材料新和意外的屬性將是可能的。 他認為對將來的工程的影響可能是可比較的與熔合的發明金屬由我們的祖先,在銅器時代迎接超過五個千年前。 做的可能承受大重點,不用放鬆和為適用的和評定的彈性應變和瞭解其對實際和化工屬性的作用的 nanomaterials 新技術,打開設計的材料的革命新的可能性,他說。

「我相信這可能最終有對人力文明,和化學製品熔合有一樣多」,李的影響說。 「Nanomaterials 一般有彈性應變的更大的容差。 通過測試在六尺寸彈性應變空間的材料,我們設法給予新的含義到 Feynman 的語句有大量空間在底層」。

來源: http://web.mit.edu

Last Update: 11. October 2012 07:40

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