Природа вдохновляет на создание новых электронных материалов
Научный сотрудник Массачусетского Технологического Института Ангела Бельхер только что получила премию Lemelson-MIT с призовым фондом 500 000 долларов. Речь идет о престижной награде, присуждаемой ученым за достижения в улучшении человеческой жизни благодаря своим технологическим изобретениям.
Профессор Бельхер, один из лучших в мире специалистов в области нанотехнологий, черпает вдохновение в способности природы к созданию новых материалов –в частности, материалов, которые используют улитки для создания собственной раковины–, чтобы затем в своей лаборатории создавать новые электронные материалы, имеющие самое разнообразное применение: солнечные ячейки, не приносящие вреда окружающей среде аккумуляторные батареи, системы медицинской диагностики и многое другое.
По словам исполнительного директора Программы Lemelson-MIT Джошуа Шулера, «Ангела Бельхер — выдающийся изобретатель: выбрав одну единственную идею, она находит ей применение для создания целой серии изобретений из множества разнообразных отраслей, которые, в конечном счете, имеют практическое значение для предприятий, общества и окружающей среды». [1]
Интервью с профессором Бельхер по поводу вручения премии Lemelson-MIT (на англ. языке).
Бельхер начала свою научную деятельность, занявшись изучением морских ушек, или галиотисов, — вида морских моллюсков, который привлек ее внимание во время прогулки по берегу океана в то время, когда она была еще студенткой Университета Калифорнии в Санта-Барбаре, и который впоследствии стал предметом ее докторской диссертации.
Ангела Бельхер рассказывает, как она использует наблюдение за природными явлениями в своих исследованиях (на англ. языке).
Раковина морских ушек состоит на 98 % из карбоната кальция –неорганического соединения– и на 2 % из органического белка. Сочетание этих материалов придает раковине необыкновенную твердость. Лаборатория биомолекулярных материалов MIT, возглавляемая проф. Бельхер, изучает, как же происходило развитие жизни морского дна, что обусловило создание таких твердых материалов, и использует это «природное» вдохновение, чтобы добиться «взаимодействия» органических материалов с неорганическими, такими как электронные материалы.
Одно из последних изобретений Бельхер — литий-ионный аккумулятор, использующий в качестве источника питания модифицированные вирусы. Аккумулятор имеет ту же мощность и энергетическую емкость, что и батареи последнего поколения (заряжаемые), используемые в качестве источника питания для автомобилей-гибридов. Кроме того, характеристики нового аккумулятора позволяют использовать их в качестве источника питания личных электронных устройств.
Ангела Бельхер также успешно применила результаты своих исследований, чтобы повысить эффективность солнечных ячеек Гретцеля (цветосенсибилизированные солнечные ячейки, DSSC), используя генномодифицированный вирус для более эффективного хранения электронов в ячейках, что позволяет повысить производство энергии на 33 %. Предложенный метод предполагает добавление всего одного дополнительного шага в стандартный процесс производства солнечных батарей, что несомненно позволит отрасли быстро начать применение новой технологии.
Президент Обама внимательно слушает объяснения профессора Бельхер в MIT (видео CNN на англ. языке).
Профессор Бельхер посвящает часть своего времени чтению лекций школьникам со всего мира, демонстрируя эксперименты, пробуждающие интерес к данной области исследования. Бельхер убеждена в важности развития у детей интереса к технологии, инженерии и математике, поскольку эти научные дисциплины составляют основу для решения многих глобальных проблем в таких областях, как энергетика, здравоохранение и продовольствие (вызовы, на которые должны будут найти ответ будущие поколения). Именно поэтому она приняла решение направить часть денежного вознаграждения на реализацию программы по развитию среди детей и подростков интереса к этим научным областям.
Нагладное описание деятельности профессора Бельхер.a.
Бельхер является соучредителем двух компаний, занимающихся производством и внедрением результатов ее технологических исследований. Одна из компаний разрабатывает электронные материалы, используемые в прозрачном покрытии тактильных экранов, ЖК-дисплеев и в других приборах. Другая компания занимается преобразованием не имеющего большой ценности газа метана в топливо, представляющее большое значение для транспортной отрасли.
[1] Заявления Роба Матесона (2013), «Ангела Бельхер получает премию Lemelson-MIT с фондом 500 000 долларов”, MIT News, 4 июня 2013 года.http://mitei.mit.edu/news/angela-belcher-wins-500000-lemelson-mit-prize
