宣布2017年MSE创新基金获奖者

祝贺2017年MSE创新资助的获奖者!

BU MSE创新资助计划背后的想法是在国家资助环境中创造一种低开销的方式来鼓励创新和冒险,这使得创新越来越困难。每年我们将颁发大约5个奖项,每个奖项约为1万美元。在扩展的BU MSE社区的任何教员(任何级别)都有资格获得该奖项。这是一个一次性的、非经常性的奖励,可以用于设备、学生或博士后的工资、波士顿大学人员到另一个地方的旅行、其他人到波士顿大学的旅行或任何其他合法的澳门威尼斯人注册网站研究费用。这样做的目的是让真正的创新得以发生,并鼓励超前思维。

2017年MSE创新基金获奖者:

XiLing2奚玲(化学,MSE)

二维硼单层和异质结构的化学气相沉积

二维硼是近年来加入二维材料家族的一种新型材料,在短时间内引起了人们的广泛关注。从金属到半导体,有许多具有不同性质的硼多晶。其中,g相二维硼单层具有半导体性质,其直接带隙约为2.25 eV,在光电器件中具有巨大的应用潜力。此外,它在空气中的稳定性和各向异性结构使其更适用于多功能器件。然而,获得高质量和大面积的二维硼单层仍处于早期阶段。在此,我提出采用多区化学气相沉积方法合成二维硼单层晶体,并可能与我们实验室正在开发的其他二维材料杂化形成异质结构。2D硼的成功生长将为其性质和应用探索打开大门,并促进未来与BU其他同事的合作。

BansilRama Bansil(物理学,MSE)

粘弹性聚合物溶液和凝胶中细菌趋化性的微流控澳门威尼斯人注册网站研究

许多细菌通过高粘性的环境到达它们的定植生态位。我们特别关注胃溃疡和致癌的幽门螺杆菌,它穿过胃的黏性凝胶状黏液层,在胃壁的上皮细胞表面定植。我们使用视频光学显微镜在不同的溶液和凝胶中跟踪这些螺旋形细菌的游动行为。这个创新项目更进一步,通过使用微流体方法来模拟细菌从胃腔向上皮细胞表面运动的生理情况,利用胃腺分泌的尿素和胃液等化学物质浓度的梯度。这些澳门威尼斯人注册网站研究不仅将帮助我们了解细菌如何在化学梯度下游动,而且还将帮助我们了解它们如何反过来影响宿主介质的流变特性,从而创造一个最适合它们自身生存的独特的局部结构环境。

ME.Faculty.Chuanhua-Duan-2011段传华(ME, MSE)

形态可控的共轭聚合物薄膜的快速和可扩展图图化

共轭聚合物(CPs)是一种有机大分子,其特征是由双键和单键交替组成的主链。由于其高溶液可加工性和优异的半导体性能,CPs,特别是其薄膜形式,在电子学,光子学和光伏学中发现了各种有前途的应用。基于CP的技术的进一步发展需要解决CP薄膜的两个关键制造挑战:1)精确控制CP薄膜的形态,包括分子构象和链间结构;2)快速形成具有高空间分辨率和厚度可控的图案CP薄膜。由于现有的制造方法无法同时解决这两个挑战,我们建议使用一种名为纳米流体通道中过汽化辅助成型的新技术来制备图案CP薄膜。在这种技术中,聚合物溶液将被引入到纳米通道模具中,这些模具暂时粘合在器件基板上。在纳米通道的侧壁上进行渗透蒸发,以快速去除溶剂,促进薄膜自组装,并控制纳米通道的形态。我们将系统地澳门威尼斯人注册网站研究这种新技术的速度、形态控制和可扩展性。这项澳门威尼斯人注册网站研究的成功将导致薄膜形成和图像化的理想制造技术,这不仅将促进基于cp的有机电子学和光子学,而且还将推动涉及图像化聚合物/纳米颗粒薄膜的其他新兴应用。

Holmes4X5-240x300-240x300 (1)道格拉斯·霍姆斯(ME, MSE)

软结构的变形与生长

在微小的外力作用下,柔软和薄的结构会发生剧烈的变形,在过去的十年里,控制这些变形一直是物理学家、生物学家和工程师们澳门威尼斯人注册网站研究的重点。生产可变形为所需形状的通用结构的能力对广泛的行业具有重要意义,从分层制造到可展开结构和主动变形机翼。通过定制软材料的膨胀和生长,我们的目标是创建可变形的结构,可以通过各种刺激(如化学、电、热)改变其局部几何形状,将其重新配置成所需的形状。我们已经证明了通过使用一种新的残余膨胀方法来控制薄片变形成壳,其中橡胶板是用局部过量的自由单体链制备的。这种残余溶剂的扩散局部拉伸和收缩薄片,使其变形成三维形状。由此产生的结构是一种几何复合材料——它结合了材料内部不同的固有几何形状,以产生不同于其单个组件的形状。通过这项澳门威尼斯人注册网站研究,我们将澳门威尼斯人注册网站研究和量化几何与几何复合材料的结构和动力不稳定性之间的联系。这种机制的理解对于开发在复杂环境中运行的先进活性结构的技术途径是必要的,并且将为多功能软材料的变形和设计提供几何和拓扑连接的基本见解。

Professor Alice E. White (ME, MSE)Materials Ren ZhangAlice White (ME, MSE)和Ren Zhang (ME)

组织工程动态3D支架

在体内,细胞处于动态的三维环境中,有生化和物理线索。细胞外基质的物理性质(即机械刚度、形貌)对细胞迁移、增殖和分化起着重要作用。然而,如何创造一个具有可调机械性能和动态驱动能力的细胞培养环境,以实现更多与生理相关的体外模型的开发是一个挑战。我们提出了一种基于双光子聚合(TPP)的柔性水凝胶直接激光写入(DLW)制备细胞支架的方法,该方法随后将采用原子层沉积(ALD)在柔性水凝胶表面涂覆一层薄薄的生物相容性金属氧化物层。这样,具有亚微米分辨率的结构设计灵活性和潜在的压电驱动特性可以结合起来,产生一个主动响应的细胞培养环境。动态移动的体外3D结构将模拟组织中真实的细胞环境,从而促进生物相容性纳米平台的发展,用于临床翻译。

ME.M_AlbroENG LAB迈克尔•阿尔布罗(ME, MSE)和肖恩•安德森(ME, SE)

荧光共定位显微镜用于TGF细胞活化的新定量- - - - - -β 

转化生长因子(tgf - β)是一种高效的多功能细胞因子,可调节体内大多数细胞和组织的生长、分化和存活。近年来,由于tgf - β在组织中高度升高的活性对许多病理的进展,包括癌症、组织纤维化和肌肉骨骼变性的贡献,tgf - β引起了相当大的兴趣。为此,tgf - β的主要调节特征源于其在组织中以一种称为潜伏tgf - β的非活性复合物的压倒性存在,该复合物必须首先通过细胞分泌酶的作用进行分子激活,然后才能作用于细胞。有趣的是,尽管tgf - β激活在健康和疾病中的重要性得到了充分的证明,但目前还没有一种可靠的技术来测量其激活率。该项目旨在开发一种创新的材料科学
策略,以允许首次直接测量潜在tgf - β的细胞激活率。为了实现这一目标,我们将利用创新的荧光团标记方案和共定位荧光显微镜来监测和量化分子的激活。原则上,这种tgf - β激活量化策略可以用于任何基于细胞的组织系统,允许深入了解许多tgf - β相关的病理状况,这可以潜在地用于开发新的分子抑制策略来治疗疾病进展。