Feirer fem år med MIT.nano | MIT Nyheter

Det er store muligheter for innovasjon i nanoskala til å transformere verden på positive måter – sa MIT.nano-direktør Vladimir Bulović da han stilte to spørsmål til deltakerne ved starten av det første Nano-toppmøtet: «Hvor skal vi? Og hva er det neste store vi kan utvikle?»

«Svaret på det setter i perspektiv kjerneformålet vårt, som er å forandre verden,» fortalte Bulović, Fariborz Maseeh-professor i fremvoksende teknologier, til et publikum på mer enn 325 personlige deltakere og 150 virtuelle deltakere samlet for en utforskning av nanoteknologi -relatert forskning ved MIT og feiring av femårsjubileet til MIT.nano.

For over et tiår siden startet MIT et massivt prosjekt for de ultra-små: å bygge et avansert anlegg for å støtte forskning i nanoskala. Byggingen av MIT.nano i hjertet av MIT-campus, en prosess som kan sammenlignes med å sette sammen et skip i en flaske, begynte i 2015, og anlegget ble lansert i oktober 2018.

Spol fem år fremover: MIT.nano inneholder nå nesten 170 instrumenter som betjener mer enn 1200 trente forskere. Disse personene kommer fra mer enn 300 kjerneforskningslaboratorier, som representerer mer enn 50 MIT-avdelinger, laboratorier og sentre. Anlegget betjener også eksterne brukere fra industri, andre akademiske institusjoner og mer enn 130 oppstartsbedrifter og multinasjonale selskaper.

Et tverrsnitt av disse fakultetet og forskerne slo seg sammen med industripartnere og MIT-fellesskapsmedlemmer for å starte det første Nano Summit, som forventes å bli en årlig flaggskipbegivenhet for MIT.nano og dets industrikonsortium. Den første konferansen, som ble holdt 24. oktober, ble arrangert av MIT Industrial Liaison Program.

Seks aktuelle økter fremhevet den siste utviklingen innen kvantevitenskap og -teknikk, materialer, avansert elektronikk, energi, biologi og oppslukende datateknologi. Nano Summit inneholdt også oppstartsinitiativer og en kunstutstilling.

Se videoene her.

Se og manipuler på nanoskala og utover

«Vi må utvikle nye måter å bygge neste generasjon materialer på,» sa Frances Ross, professor i materialvitenskap og ingeniørvitenskap (DMSE) ved TDK. «Vi må bruke elektronmikroskopi for å hjelpe oss å forstå ikke bare hvordan strukturen ser ut etter at den er bygget, men hvordan den ble til. Jeg tror de neste årene i denne delen av dvergeriket vil bli virkelig fantastiske.»

Foredragsholdere på «The Next Materials Revolution»-sesjonen, ledet av MIT.nano Co-Director for Characterization.nano og DMSE førsteamanuensis James LeBeau, fremhevet områder der banebrytende mikroskopi gir innsikt i oppførselen til funksjonelle materialer på nanoskala, fra antiferroelektriske stoffer til tynnfilm solceller og 2D-materialer. De delte bilder og videoer samlet ved hjelp av MIT.nanos verktøy for karakteriseringspakke, som ble spesielt designet og bygget for å minimere mekanisk-vibrasjons- og elektromagnetisk interferens.

Deretter, i «Biology and Human Health»-sesjonen ledet av biologiprofessor Boris Magasanik Thomas Schwartz, gjentok biologene materialforskerne, og fremhevet viktigheten av det ultrastille miljøet med lav vibrasjon i Characterization.nano for å få bilder med høy ytelse. høy oppløsning av biologiske strukturer.

«Hvorfor er MIT.nano viktig for oss?» spurte Schwartz. «Et viktig element i biologien er å forstå strukturen til biologiske makromolekyler. Vi ønsker å komme frem til en atomisk oppløsning av disse strukturene. CryoEM (kryo-elektronmikroskopi) er en utmerket metode for dette. For å muliggjøre oppløsningsrevolusjonen, trengte vi å bringe disse verktøyene til MIT. For dette har MIT.nano vært fantastisk.»

Seychelle Vos, Robert A. Swanson Professional Development Professor of Life Sciences (1969), delte CryoEM-bilder fra laboratoriets arbeid, etterfulgt av førsteamanuensis i biologi Joey Davis som snakket om bildebehandling. Da han ble spurt om neste fase av CryoEM, sa Davis at han er veldig begeistret for in situ-tomografi, og la merke til at det utvikles nye verktøy som vil forbedre den nåværende arbeidskrevende prosessen.

For å kartlegge energiens fremtid bruker førsteamanuensis i kjemi Yogi Surendranath også MIT.nano for å se hva som skjer på nanoskala i sin søken etter å bruke fornybar elektrisitet til å gjøre karbondioksid til drivstoff.

«MIT.nano har spilt en enorm rolle, ikke bare for å lette vår evne til å lage nanostrukturer, men også for å forstå nanostrukturer gjennom avanserte bildefunksjoner,» sa Surendranath. «Jeg ser mye av fremtiden til MIT.nano rundt spørsmålet om hvordan nanostrukturer utvikler seg og endres under forhold som er relevante for deres funksjon. MIT.nano-verktøy kan hjelpe oss med å løse dette problemet.»

Teknologioverføring og kvanteberegning

«Advanced Electronics»-sesjonen ledet av Jesús del Alamo, Donner-professor i vitenskap ved Institutt for elektroteknikk og informatikk (EECS), samlet industripartnere og MIT-fakultetet for en paneldiskusjon om fremtiden til halvledere og mikroelektronikk. «Fortreffelighet innen innovasjon er ikke nok, vi må også være gode i å bringe det ut på markedet,» sa del Alamo. På dette punktet snakket foredragsholdere om å styrke forbindelsen mellom industri og akademia, samt viktigheten av samarbeidende forskningsmiljøer og tilgang til avanserte fasiliteter, som MIT.nano, for at disse miljøene skal trives.

Sesjonen fant sted etter en startup-utstilling der elleve START.nano-selskaper presenterte sine teknologier innen blant annet helse, energi, klima og virtuell virkelighet. START.nanoMIT.nanos hardteknologiske akselerator, tilbyr deltakerne bruk av MIT.nano-fasiliteter til en rabattert pris og tilgang til MITs oppstartsøkosystem. Programmet tar sikte på å lette overgangen til hardteknologiske startups fra laboratorium til marked, og overleve de vanlige «dødsdalene» når de går fra idé til prototype til oppskalering.

Da han ble spurt om tilstanden til kvantedatabehandling i «Quantum Science and Engineering»-økten, delte fysikkprofessor Aram Harrow sitt svar på disse oppstartsutfordringene. «Det er flere daler å krysse: det er de tekniske dalene, og så også de kommersielle dalene.» Han snakket om å skalere superledende qubits og qubits laget av fangede suspenderte ioner og behovet for mer skalerbare arkitekturer, som vi har ingrediensene til, sa han, men å sette det hele sammen er ganske utfordrende.

Under økten spurte William Oliver-professor i fysikk og Henry Ellis Warren-professor i elektro- og datateknikk (1894) paneldeltakerne hvordan MIT.nano kan ta tak i monterings- og skalerbarhetsutfordringer innen kvantevitenskap.

«For å utnytte innovasjonskraften til studentene, må du virkelig la dem få hendene skitne, prøve nye ting, prøve ut alle de sprø ideene deres, før alt dette går inn i en prosess på støperinivå,» svarte Kevin O» Brien , førsteamanuensis ved EECS. «Dette er hva gruppen min har jobbet med på MIT.nano, og bygget disse superledende kvanteprosessorene ved å bruke MIT.nanos banebrytende fabrikasjonsteknikker.»

Koble digitalt til fysisk

I sine refleksjoner om halvlederindustrien la Douglas Carlson, senior visepresident for teknologi i MACOM, vekt på å koble den digitale verden til virkelige applikasjoner. Deretter, i «Immersive Data Technology»-økten, forklarte MIT.nano Associate Director Brian Anthony hvordan forskere ved MIT.nano Immersion Lab gjør nettopp det.

«Vi tenker på og legger til rette for arbeidet som involverer mennesket mellom maskinvare, data og erfaring,» sa Anthony, hovedetterforsker i maskinteknikk. Han snakket om å bruke Immersion Labs evner til å bruke oppslukende teknologier til forskjellige bransjer: helse, sport, ytelse, produksjon og utdanning, blant andre. Foredragsholdere i denne økten ga spesifikke eksempler fra maskinvare, pediatrisk helse og opera.

Anthony koblet denne tredje søylen i MIT.nano til fab- og karakteriseringsfasilitetene, og fremhevet hvordan Immersion Lab støtter arbeid som utføres andre steder i bygningen. Styrken til Immersion Lab, sa han, er å ta nytt arbeid utviklet innen MIT.nano og bringe det til den menneskelige skalaen for å tenke på applikasjoner og bruksområder.

Vitenskapelig inspirerte verk

Nano-toppmøtet ble avsluttet med en mottakelse på MIT.nano hvor gjestene kunne utforske anlegget og se gjennom renromsvinduer, der brukere aktivt forsket. Deltakerne ble oppfordret til å besøke en utstilling i galleriene i første og andre etasje i MIT.nano med arbeidet til studenter fra MITs Program in Arts, Culture and Technology (ACT) som ble invitert til å bruke verktøysettene og miljøene til MIT.nano som inspirasjon til kunst.

I sine avsluttende bemerkninger reflekterte Bulović over fellesskapet av mennesker som holder MIT.nano i gang og som bruker verktøyene for å fremme forskningen sin. «I dag feirer vi anlegget og alt arbeidet som er gjort de siste fem årene for å få det dit det er i dag. Det er der for å fungere ikke bare som et rom, men som en viktig del av MITs misjon innen forskning, innovasjon og utdanning. Jeg håper at vi alle her i dag tar med oss ​​en dyp takknemlighet og beundring for de som leder reisen inn i nanoteknologiens tidsalder.»