荣获美国国家科学基金会职业成就奖
澳门威尼斯人注册网站研究和推广将集中在碳纳米流体
萨拉·科迪
段传华助理教授（医学硕士，MSE）因其杰出的澳门威尼斯人注册网站研究和教学能力获得了美国国家科学基金会（NSF）澳门威尼斯人注册网站早期职业发展（Career）奖。他将在未来五年内获得50多万美元，用于开展结合澳门威尼斯人注册网站研究和教育目标的高影响力项目。Duan的澳门威尼斯人注册网站研究将侧重于了解影响水和离子通过纳米级石墨烯管道流动的基本机制。
“这个令人兴奋的项目是流体力学、纳米技术和材料科学的交叉点，”ME主席Alice White教授（ME， MSE）说。“它将为新型纳米多孔膜的设计提供信息，对世界上一些最大的挑战产生影响。”
石墨烯是一种由一个原子厚的纯碳组成的柔性薄片，它是一种非常容易通过的材料，具有高选择性，液体和离子可以通过。石墨烯薄片可以水平堆叠形成通道，称为石墨烯纳米通道，或者卷成碳纳米管。这些结构可能用于海水淡化、提高电池和燃料电池的效率、芯片实验室技术和其他生物医学应用。然而，当澳门威尼斯人注册网站研究人员试图重复实验时，由于曲率、离子密度和膜结构等变量导致的数据存在很大差异。
为了应对这一挑战，Duan将利用他获得的NSF CAREER奖，澳门威尼斯人注册网站研究不同尺寸、表面性质和衬底材料的单石墨烯纳米通道和单碳纳米管中的水和离子传输。他还将进行分子动力学模拟，以阐明他的实验澳门威尼斯人注册网站研究揭示的潜在机制。利用这种实验与计算相结合的方法，他希望对碳纳米流体管道中的质量传输有一个完整的了解。
“我的实验室开发了一种新技术，受到毛细管流动的启发，可以精确测量单个碳管道中的水和离子传输，”Duan说。“要充分了解每个变量对过程的影响，并解决先前报告结果的差异，这种准确性水平是关键。”
除了他的CAREER项目的澳门威尼斯人注册网站研究部分，Duan还将通过为技术创新学者计划（TISP）创建一个向K-12学生教授碳纳米流体的模块来实现教育目标。此外，Duan还将与一位动画师合作，制作一幅漫画，描绘碳纳米流体中使用拟人化分子的快速质量传输。
“例如，在一个场景中，我们将展示穿着溜冰鞋的水分子，以展示它们如何轻松地从碳纳米管光滑的壁上滑下来，”段说。“因为我很了解运输过程，如果我能帮助他们用熟悉的东西来想象这个过程，就会让他们更容易了解这个过程。”