Udvikling af en kritisk model til at skabe bedre enheder

Vand er overalt. Det er nyttigt at forstå, hvordan det opfører sig i et skæringspunkt med et andet materiale, og hvordan det påvirker materialets ydeevne, når man forsøger at udvikle bedre produkter og enheder. En bachelorforsker ved Virginia Tech fører an.

Kemiteknik junior Preeya Achari har nu udviklet og for nylig offentliggjort som førsteforfatter en ny beregningsmodel for bedre at forstå forholdet mellem vand og en type todimensionelt materiale, der er sammensat af et atom-tykke lag, der er flade som et ark af papir.

Modellen hjælper med at forudsige vandets adfærd på overfladen af ​​sekskantet bornitrid, en forbindelse, der almindeligvis bruges i kosmetiske produkter, såsom øjenskygge og læbestift.

Forbindelsen ligner grafen, som allerede har vist stort potentiale inden for smøring, elektroniske anordninger, sensorer, adskillelsesmembraner, og som tilsætningsstof til kosmetiske produkter. Sekskantet bornitrid, imidlertid, har et par mere fordelagtige egenskaber, såsom dens højere modstandsdygtighed over for oxidation, fleksibilitet, og større styrke-til-vægt-forhold-egenskaber, der også kunne være nyttige i produktionen af ​​nanoteknologi, levering af medicin, og høste elektricitet fra havvand.

Inden udviklingen af ​​den nye model, forståelse af strukturen af ​​vand på molekylært niveau ved kontaktfladen med sekskantet bornitrid viste sig at være meget udfordrende, hvis ikke umuligt. Udviklingen kan give mere kontrol med ydeevnen for enheder fremstillet med sekskantet bornitrid og vand.

"Denne viden kan hjælpe med at forbedre ydeevnen for bornitridbaserede elektroniske enheder, "Sagde Achari.

Achari arbejder i beregningslaboratoriet for kemiteknisk assisterende professor Sanket Deshmukh. Hun udviklede modellen i tæt samarbejde med andre i Deshmukhs laboratorium, herunder postdoktorforsker Karteek Bejagam og gæsteforsker Samrendra Singh.

Achari ankom til Virginia Tech på udkig efter en udfordring og blev tiltrukket af at arbejde med det ukendte felt inden for computermaterialevidenskab - et felt, der anvender beregningsmetoder og supercomputere til at forstå eksisterende materialer og fremskynde opdagelse og udvikling af materialer. Hun fandt Deshmukhs laboratorium i løbet af sit andet år og har siden afbalanceret sin tid som bachelorforsker og fuldtidsstuderende.

"Det er yderst tilfredsstillende at se resultaterne af mit laboratoriums hårde arbejde og se tilbage på alt, hvad jeg bidrog med og lærte undervejs, "Sagde Achari." Jeg værdsætter også at vide, at det arbejde, som mit laboratorium og jeg udfører, vil komme andre forskere inden for mit område til gavn. "

Ud over hendes nyligt publicerede tidsskriftartikel, Achari blev også tildelt bedste mundtlige præsentation ved mødet i Materials Research Society 2018 i Boston, Massachusetts.