Air Force Center of Excellence tildelt i nanostrukturer og forbedret kognition

Georgia Institute of Technology er blevet tildelt et U.S. Air Force Center of Excellence til at designe nanostrukturer til energihøst og adaptive materialer, og at udvikle værktøjer til at optimere kritiske kognitive processer hos den moderne krigskæmper.

$10,5 millioner Center, kendt som det bio-nano-aktiverede center for uorganiske/organiske nanostrukturer og forbedret kognition (BIONIC), ledes af Vladimir Tsukruk og Kenneth Sandhage, professorer ved Georgia Tech's School of Materials Science and Engineering.

"Avancerede materialer er et område af betydning for luftvåbnet, da materialevidenskabens landskab ændrer sig hurtigt, og bio-nano-materialer er klasser af gennemtrængende materialer, der udviser unikke evner og har potentialet til at imødekomme luftvåbnets behov, " forklarede Rajesh Naik, en videnskabsmand i U.S. Air Force Research Laboratory (AFRL) Directorate for Materials and Manufacturing. "Ud over, forbedrede kognitionsværktøjer er nødvendige for at vurdere krigskæmperens kognitive evner, da vi beder om mere fra vores menneskelige operatører i de mest krævende miljøer."

BIONIC-centret omfatter en gruppe kernemedlemmer fra seks afdelinger inden for Georgia Tech Colleges of Sciences and Engineering, en forsker ved Ohio State University, og videnskabsmænd og ingeniører ved AFRL. Lockheed Martin Aeronautics Company er også en industriel samarbejdspartner.

Finansiering til Center of Excellence leveres af Materials and Manufacturing Directorate og Human Effectiveness Directorate of AFRL, US Air Force Office of Scientific Research og Georgia Tech. Den oprindelige pris er for tre år, med mulighed for yderligere to års forlængelse.

"Georgia Tech blev valgt til at lede dette Center of Excellence på grund af dets investering i infrastrukturudvikling, herunder nye faciliteter og instrumentering; dets rekruttering af højkaliber fakultetsmedlemmer og studerende; og dens vægt i bio-nanoteknologi og kognitive videnskaber, " sagde Morley Stone, chefforsker i Human Performance Wing i AFRL's Human Effectiveness Directorate.

Der er tre store forskningsindsatser, kaldet tværfaglige forskningsgrupper, i BIONIC centeret. Hver gruppe indeholder flere samarbejdspartnere fra AFRL's Materials and Manufacturing Directorate eller Human Effectiveness Directorate.

Til det første fremstød, som ledes af Sandhage, forskere designer, fremstilling, karakterisering og modellering af ydeevnen af ​​uorganiske/organiske nanokompositter for effektiv, fjerntliggende energihøstanordninger, såsom solcelleanlæg og batterier.

"Det amerikanske luftvåben bruger autonome droner, som de gerne vil operere i længere perioder, " forklarede meddirektør Sandhage, der har B. Mifflin Hood-professoratet på School of Materials Science and Engineering og en adjungeret stilling på School of Chemistry and Biochemistry. "At gøre det, de har brug for en omkostningseffektiv energikilde, der kan fungere effektivt i længere perioder, samtidig med at det giver høje impulser af kraft, når det er nødvendigt."

Tsukruk leder den anden tværfaglige forskningsgruppe, som er fokuseret på at designe, fremstilling, karakterisering og simulering af ydeevnen af ​​uorganiske/organiske nanokompositter til justerbare, adaptive materialer.

"Når disse adaptive materialer udsættes for varme eller lys eller begge dele, de vil ændre deres egenskaber på måder, der vil være nyttige til at registrere eller ændre overflader, " sagde meddirektør Tsukruk, som også har en fælles ansættelse i Georgia Tech's School of Polymer, Tekstil- og fiberteknik.

Det tredje fremstød ledes af Michelle LaPlaca, en lektor i Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering ved Georgia Tech og Emory University. LaPlaca og hendes team planlægger at udvikle værktøjer og vurderingsmetoder til at optimere kritiske kognitive processer hos den moderne krigskæmper.

"U.S. Air Force-analytikere skal forblive opmærksomme på computere og kontroller i timevis ad gangen, så vi sigter efter at finde en molekylær signatur af kognition, der er følsom over for ændringer i stressniveauer og korrelere disse molekyler med funktionelle hjernekort ved hjælp af magnetisk resonansbilleddannelsesteknikker, " sagde LaPlaca. "Vi ønsker at lære om en krigsmands fysiologiske reaktion på forskellige situationer og bruge denne information til at optimere træning og arbejdseffektivitet."

Ud over sine forskningsmål, et andet mål for Center of Excellence er at udføre stimulerende samarbejdsforskning, der vil motivere studerende til at overveje at arbejde på AFRL.

"Hos Georgia Tech, vi har haft en historie med at sende fremragende alumner til at arbejde på AFRL, herunder tre af vores nylige ph.d. dimittender. Som studerende, de var i stand til at samarbejde med forskere på AFRL og tilbringe længere perioder på AFRL-faciliteterne, som åbnede deres øjne for AFRLs spændende muligheder og dynamiske forskningsatmosfære, sagde Sandhage.

Andre kernemedlemmer af centret omfatter regenternes professor Mostafa El-Sayed, professor Seth Marder og adjunkt Nils Kroger fra Georgia Tech School of Chemistry and Biochemistry; professor Bernard Kippelen fra Georgia Tech School of Electrical and Computer Engineering; Shella Keilholz, en adjunkt i Coulter Department of Biomedical Engineering; Erik Schumacher, en assisterende professor i Georgia Tech School of Psychology; og Hamish Fraser, en professor i afdelingen for materialevidenskab og teknik ved Ohio State University.

Forskere vil blive føjet til denne kernegruppe allerede næste år, når centret begynder at tildele frøbevillinger til Georgia Tech-fakultetets medlemmer.

"Målet med dette frøbevillingsprogram er at etablere nye forbindelser til talentfulde Georgia Tech fakultetsmedlemmer, som kan resultere i langsigtede relationer og frugtbare samarbejder med det amerikanske luftvåben, " tilføjede Sandhage.

Kilde:Georgia Institute of Technology