Ris, Penn State åbent center for 2-D belægninger

Et nyt center ved Rice University og Pennsylvania State University vil studere, i samarbejde med industrien, udviklingen af ​​atomtynde todimensionelle belægninger til en række forskellige anvendelser.

Center for Atomisk Tynde Multifunktionelle Belægninger, alias ATOMIC, er et af mere end 80 industri-/universitetssamarbejdende forskningsprogramcentre etableret af National Science Foundation (NSF) for at fremme videnskabeligt samarbejde mellem den akademiske verden og industrien. Det er det eneste NSF-center, der er dedikeret til udvikling af avancerede 2-D-belægninger.

Målet er at identificere atomtynde materialer, der løser grundlæggende videnskabelige og teknologiske udfordringer inden for korrosion, oxidation, slid, friktion, have på, energiomdannelse og lagring. Partnerne forventer at udvikle teknikker til storskala syntese og deponering af multifunktionelle belægninger.

Materialeforskerne Jun Lou og Pulickel Ajayan vil lede Rice-indsatsen. Begge er velbevandret i todimensionelle materialer som grafen, molybdændisulfid og bornitrid, som er i fokus for verdensomspændende forskning. Ajayan er formand og Lou associeret formand for universitetets Institut for Materialevidenskab og NanoEngineering.

Multifunktionelle belægninger ville beskytte, hvad de dækker, men også tilføje værdi ved at påtage sig yderligere opgaver, sagde Lou. For eksempel, en belægning, der beskytter indersiden af ​​en olieproduktionsbrønd mod korrosion, kan også være en sensor, der kunne detektere mulig nedbrydning af strukturen.

Forskerne ser potentielle partnerskaber med producenter i glasset, polymer, bilindustrien, elektronik, civil infrastruktur og marine industrier. Lou sagde, at Rices placering i Houston, centrum for nationens energiøkonomi, vil gøre det mest bekvemt for samarbejder med olie- og gasselskaber, der er interesseret i udviklingen af ​​nye antifouling og anti-korrosionsbelægninger.

Lou karakteriserede den økonomiske betydning af belægninger som "overvældende", og sagde, at selv trinvise fremskridt vil have stor indflydelse.

"Der er tre vigtige funktioner for mig, " sagde Lou. "Den første er, at det er industridrevet. Vi arbejder allerede med grundlæggende problemer, men centret vil give os adgang til industripartnere, som vil holde os opdateret om, hvilke applikationer der er vigtigst for dem.

"Det andet er teknologioverførsel. Vi skal udvikle teknologi, som vi håber kan bruges direkte i deres rigtige applikationer.

"Den tredje er arbejdsstyrkestreaming, " sagde han. "Vores studerende vil arbejde direkte med industriforskere, så i sidste ende vil de blive meget fortrolige med virksomhedernes processer og hurtigt kunne rekrutteres."

Ajayan sagde, at Rices ry inden for materialevidenskab gør det naturligt for et sådant center. "Vi har samarbejdet med Penn State i årevis og var blandt de første grupper, der begyndte at arbejde på 2D-materialer, " sagde han. "Men mens mange mennesker undersøgte ting som grafen, Jeg tror, ​​vi var de første til at lave applikationsorienteret forskning."

"Dette center er en kombination af grundlæggende, universitetsbaseret forskning med tech-pull fra et konsortium af virksomheder, der er interesserede i at løse problemer i den virkelige verden, der involverer overflade- og overfladenære områder af komponenter, " sagde Edwin "Ned" Thomas, William og Stephanie Sick Dean fra Rices George R. Brown School of Engineering og en materialeforsker. "Alt fra at behandle indersiden af ​​rør for at minimere erosion/korrosion til at forbedre varmeoverførselsevnerne på varme overflader involveret i højtemperaturreaktioner er på vores radar."

NSF bidrager med startfinansiering over en indledende femårig fase for at tilskynde til langsigtede partnerskaber mellem industrien, universiteter og regeringen. Medlemmer samler deres midler til at udføre prækonkurrencedygtig forskning til gavn for hele industrier.

Ajayan er Rice's Benjamin M. og Mary Greenwood Anderson professor i teknik og professor i materialevidenskab og nanoteknik og i kemi. Lou er professor i materialevidenskab og nanoteknik. Mauricio Terrones, professor i fysik, professor i kemi og professor i materialevidenskab og teknik, og Joshua Robinson, assisterende professor i materialevidenskab og teknik og Corning Faculty Fellow, vil lede ATOM-centret i Penn State.