阿克伦大学和桑迪亚大学合作开发新的聚合物

11/28/2016

Dr. Eric Amis

Eric Amis博士,阿克伦大学研究副教务长兼高分子科学与高分子工程学院院长

丹·辛格勒,克雷恩克利夫兰商业

阿克伦大学(bet365官网 of bet365官网)有了一个庞大的新合作伙伴,该合作伙伴计划将阿克伦大学打造为美国高分子科学研究与技术领域的顶尖学校。

斯坦福大学和桑迪亚国家实验室希望在将新材料科学应用于先进制造业、将新技术应用于工业、寻找新方法制造人类创造的一些最小的东西方面取得重大进展。

桑迪亚(Sandia)是该大学的新合作伙伴,这要归功于去年9月达成的一项协议,该协议将协调研究并分享收益。桑迪亚可能不是一个家喻户晓的名字,但它在美国科技界是一件大事,也是美国能源部(Department of Energy)的主要设施之一。

该实验室的工作主要由美国能源部资助,范围广泛。桑迪亚是研究和开发控制、管理和监测核武器系统的主要来源。它还致力于大型能源项目的技术,并在微观3d打印等领域进行了大量的科学和开发。如果你需要一个巨大的太阳能电池阵列、一台超级计算机或世界上最大的x射线发生器,你可以在桑迪亚找到它们。

“我们很快就发现阿克伦大学是高分子科学的一流学校。聚合物科学尤其重要……我们在许多任务应用中都使用了聚合物。”

——迈克·瓦利,桑迪亚实验室材料科学研发高级经理

桑迪亚实验室负责材料科学研发的高级经理迈克·瓦利(Mike Valley)说,除去实验室的直接雇员和在那里工作的几千名承包商,大约有1.2万人在桑迪亚工作。

“我们是一个大实验室。去年,我们完成了价值30亿美元的工作。

桑迪亚也很大。它的实验室在新墨西哥州阿尔伯克基及其周边地区占据了700栋建筑,占地近1.3万英亩。此外,它在加州和夏威夷还有规模较小的实验室,在内华达州有17.9万英亩的测试场。

山谷说,桑迪亚的规模和广泛的工作范围意味着它在寻求开发新材料时有很多机会利用阿克伦大学的专业知识。

他希望新的聚合物可以用于能源相关产品,并为先进的3d打印机开发新材料,这种打印机可以一次制造一个分子的微型传感器和其他设备。

桑迪亚大学拥有科学,但它需要新的材料来运用它所学到的知识,瓦利说。

他说:“我们认为存在差距的领域之一是聚合物和聚合物科学。”


Microprinting example

这个3d微缩打印的小例子是在桑迪亚国家实验室完成的,用来展示一些最新的打印技术。每个碎片的长度约为200微米,大约是人类头发宽度的两倍。现在,桑迪亚大学的科学家们希望在阿克伦大学研究人员的帮助下,为他们的打印机开发新材料。


“我们没有人,我们和学术界的任何人都没有持续的关系。我们很快发现阿克伦大学是高分子科学的一流学校。聚合物科学尤其重要……我们在许多任务应用中都使用了聚合物。”

瓦利说,这包括用于发电厂和核装置的材料,但也包括更适用于工业和日常生活的东西,比如医疗设备。

3d打印机的“墨水”

桑迪亚大学希望UA能够在先进的微型3d打印领域做出重大贡献。桑迪亚使用世界上最先进的3d打印机。

“我们现在已经发展到可以在原子尺度上进行制造,”Valley说。

Polymer Science Building桑迪亚公司知道如何制造微型传感器之类的东西,这种传感器可以用于燃料电池或其他能源应用,或者可以插入人体内的微型设备,在那里它们可以更有效地将药物直接输送到病人的血液中。

桑迪亚有打印机,现在需要的是墨水,或者是能在恶劣环境中正常工作的材料,或者是不会毒害它们的人类宿主的材料。瓦利和实验室的其他人认为聚合物可以解决这些问题。

“这是我们希望与阿克伦大学合作的一个大领域……为那支魔笔研制墨水。然后它会做一些我们现在甚至无法想象的事情,”瓦利说。

如果桑迪亚是对的,那么它和联合利华将生产新的材料和发明,并在私营部门出售或授权这些技术。最终,它可能意味着大量用于医疗保健和能源生产和管理的新产品。它还可能导致监测国家基础设施的传感器——甚至是用于汽车、燃料电池和其他产品的传感器。

如果他们成功了,桑迪亚大学和斯坦福大学将分享新技术商业化的收益,这是他们在9月19日的主研究协议中明确规定的。

UA渴望合作

如果有人对这次合作比瓦利和他的桑迪亚同事们更兴奋的话,那可能就是聚合物科学与聚合物工程学院研究副教务长兼院长埃里克·埃米斯博士了。

艾米斯说:“(桑迪亚)在曼哈顿计划等方面发挥了重要作用,他们在核安全和储备管理方面的使命是桑迪亚的核心,但他们做的其他事情的数量令人惊讶。”“他们认为自己是国家的工程实验室。在他们下定决心要做的任何事情上,我都不想与他们竞争。我更愿意合作。”

Amis和桑迪亚一样充满热情,因为他说聚合物非常适合实验室目标的许多应用。聚合物在许多方面都胜过陶瓷、金属和其他材料,比如耐温度变化和暴露于化学物质中,或者不与周围的其他材料发生反应,这取决于它们的设计方式。

艾米斯说:“有了聚合物,你可以从坚硬的塑料管到柔韧的薄膜——而且是同样的聚合物。”

除了研究用于微型3d打印的新材料外,Amis还很高兴与桑迪亚大学合作开发新的“连续卷”制造方法。这可能意味着像太阳能电池板这样的东西,现在是一次生产一个,可以在连续的过程中生产,甚至可以卷起,就像塑料薄膜或其他材料一样。

埃米斯已经去了桑迪亚大学,概述了他的大学在聚合物科学方面的工作,未来科学家们将在桑迪亚大学和桑迪亚大学之间往返,瓦利说。

艾米斯说,他对桑迪亚参与的工作的广度印象深刻。他还期待着从实验室中获得他一直在与其他研究人员或行业合作中寻求的东西——应用挑战。

艾米斯说,学术研究人员通常比任何人都更了解他们的专业领域,但他们需要别人向他们介绍他们的科学的具体应用。

现在,他和阿克伦大学的其他研究人员将面临这样的挑战。

“在我看来,我们现在可以做有趣的事情了,”艾米斯说。


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编者注:本文经《克雷恩》杂志许可转载。参见克雷恩网站上的文章