Lixin Dong

Professore
Università della città di Hong Kong
Hong Kong, Cina

Formazione scolastica:

• Dottorato di ricerca, Ingegneria dei microsistemi, Università di Nagoya
• M.S., Ingegneria meccanica, Università di tecnologia di Xi'an
• Laurea in ingegneria meccanica presso l'Università di tecnologia di Xi'an.

Focus del lavoro:

Dong si occupa di nanorobotica e lavora presso il Dipartimento di Ingegneria Biomedica. Ha offerto corsi di livello universitario in nanorobotica, nanofabbricazione e nanosistemi, insegnando gli elementi costitutivi, la fabbricazione, l'assemblaggio e la caratterizzazione di alcuni nanodispositivi e sistemi, come sistemi elettromeccanici, sistemi fotonici e sistemi fluidici. 

Consigli agli studenti: 

"Fai volontariato in un laboratorio di ricerca per avere un'idea del campo." 

Collegamenti:

  – Laboratorio di sistemi avanzati di micro/nano-robotica della City University di Hong Kong

Colloquio:  

D: In quali campi tecnici delle nanotecnologie si applica meglio il tuo lavoro?
Dong:

• Nanoelettronica
• Nanosensori e nanoattuatori
• Nanometrologia e caratterizzazione
• Modellazione e simulazione
• Nanofabbricazione
• Nanoottica, nanofotonica e nanooptoelettronica
• Nanomagnetismo
• Nanoenergia, ambiente e sicurezza
• Nanorobotica e nanoproduzione
• Nano-biomedicina

D: Quando hai scoperto per la prima volta che il tuo percorso professionale si concentrava sulle nanotecnologie?  
Dong: Alla fine del 1999, quando mi sono recato in Giappone per il mio dottorato di ricerca, inizialmente lavoravo con robot di grandi dimensioni per eseguire lavorazioni meccaniche.... prima di allora mi ero occupato di macchine utensili, concentrandomi sulla lavorazione di precisione. È stato allora che ho trasferito il mio lavoro alla scala nanometrica. Sono molto interessato alla robotica e l'idea di lavorare con la robotica su piccola scala è perfetta per me.     

D: A quali attuali applicazioni della nanotecnologia stai lavorando?    
Dong: La nanorobotica è il mio obiettivo principale. In realtà, la nanorobotica comprende due gruppi principali: uno è incentrato sulla medicina, come ad esempio i "medici deglutibili", in cui si hanno robot di dimensioni nanometriche per effettuare interventi chirurgici all'interno del corpo umano o semplicemente per fare diagnostica. L'altro gruppo principale è quello della manipolazione per la produzione. Questo è stato proposto da Richard Feynman - ma non ha fornito i dettagli, i dettagli tecnici, ma ha detto che la fisica non dice di no a queste cose. Poi Eric Drexler ha proposto qualcosa come un motore di creazione, cioè una macchina per assemblare le molecole. Quindi si può usare la nanomanipolazione per creare molecole, usando un metodo meccanico, molto diverso dal metodo chimico tradizionale. Sono molto interessato a entrambi questi gruppi. In realtà, sono anni che mi occupo di manipolazione, a partire dalla manipolazione all'interno del microscopio elettronico a scansione e poi del microscopio elettronico a trasmissione. Uno di questi gruppi è incentrato sulla medicina, come ad esempio i "medici inghiottitori", dove si hanno robot di dimensioni nanometriche per effettuare interventi chirurgici all'interno del corpo umano o semplicemente per fare diagnostica. L'altro gruppo principale è quello della manipolazione per la produzione. Questo è stato proposto da Richard Feynman - ma non ha fornito i dettagli, i dettagli tecnici, ma ha detto che la fisica non dice di no a queste cose. Poi Eric Drexler ha proposto qualcosa come un motore di creazione, cioè una macchina per assemblare le molecole. Quindi si può usare la nanomanipolazione per creare molecole, usando un metodo meccanico, molto diverso dal metodo chimico tradizionale. Sono molto interessato a entrambi questi gruppi. In realtà, mi occupo di manipolazione da anni, a partire dalla manipolazione all'interno del microscopio elettronico a scansione e poi del microscopio elettronico a trasmissione.     

D: Qual è la cosa più gratificante nel lavorare con la nanotecnologia?  
Dong: La nanotecnologia è un campo davvero entusiasmante... e un campo ampio, quindi si possono imparare molte cose nuove. Penso che sia la robotica che la nanotecnologia coinvolgano anche molti sottocampi interessanti. Per esempio, la nanotecnologia coinvolge la nanofisica, la nanochimica, i nanomateriali, la nanoelettronica e la fotonica. Inoltre, sono sempre stato interessato alla robotica. Con la robotica, vogliamo creare qualcosa di simile a noi stessi, e naturalmente questo coinvolge tutto. Il campo delle nanotecnologie è semplicemente molto interessante e richiede una forte creatività. Si può fare ciò che si pensa, si sogna o si immagina. Quindi è molto divertente e tutto è eccitante. Qualsiasi cosa creiate potrebbe essere la prima mai creata al mondo! Potete trasformare l'impossibile in possibile.      

D: C'è un esempio che puoi fornire che mostra come qualcosa su cui hai lavorato ha avuto un impatto positivo sul mondo?  
Dong: Oh sì.... Ho collaborato con altri al Politecnico di Zurigo su una cosa chiamata "robot che nuotano". Li chiamiamo "flagelli batterici artificiali". Si tratta di una bobina, e in realtà possiamo usare un campo magnetico rotante esterno per far ruotare il robot e farlo "nuotare". Detto questo, penso che l'impatto potenziale potrebbe essere molto grande, perché questo potrebbe essere il primo prototipo di "medico ingoiabile". È ancora molto primitivo e in fase preliminare, ma credo che l'impatto potenziale sia elevato. È entusiasmante lavorare in questo settore perché stiamo ancora scoprendo nuovi nanomateriali e strutture, che cambieranno ciò che possiamo fare. Un altro esempio è la caratterizzazione, in cui possiamo comprendere le diverse proprietà dei nanomateriali o delle nanostrutture in un'unica struttura. Penso che l'impatto del lavoro nelle nanotecnologie sia molto fondamentale, ma importante. Forniamo strumenti sperimentali a persone come scienziati dei materiali, fisici, chimici e altri che cambieranno i sistemi, i prodotti e le soluzioni del futuro.      

D: In quali aree prevede che la futura commercializzazione delle nanotecnologie avrà il maggiore impatto positivo sul mondo?
Dong: Anche se la futura commercializzazione delle nanotecnologie coinvolgerà molti campi, io sceglierei la nanoelettronica post-silicio, come i chip a base di carbonio e i dispositivi quantistici, dove la manipolazione nanorobotica può svolgere un ruolo significativo nella fabbricazione, nell'assemblaggio e nella caratterizzazione. La moda del bottom-up potrebbe prendere il posto dei processi convenzionali basati sulla litografia. Un'altra possibilità che sembra altrettanto grande è l'emergente medicina nanorobotica, caratterizzata dalla somministrazione mirata di farmaci, dalla diagnosi locale, dal campionamento e dalla terapia all'interno del corpo.

D: Qual è secondo te l'impatto più grande che la nanotecnologia ha avuto finora sul mondo?    
Dong: La prima nanotecnologia utilizzabile è stata il cantilever AFM con una punta di nanotubi, credo. È stato commercializzato all'inizio del 2000. Alcune persone, come il gruppo di Meyya Meyyapan, collaborano ancora a questo progetto. Hanno aperto uno spin-off per assemblare nanotubi e una combinazione di cantilever AFM per realizzare una punta di cantilever AFM molto affilata e molto resistente. Ritengo che l'uso dei microscopi a scansione della sonda (SPM) sia di grande successo, come esempio di nanotecnologia. La nanolitografia dip-pen basata su un AFM ha avuto un grande successo commerciale. Il mio gruppo sta avviando una penna stilografica a nanotubi per "scrivere" direttamente nanostrutture metalliche tridimensionali: ne parlerò domani alla conferenza IEEE-NANO. La penna stilografica a nanotubi può anche utilizzare un AFM come "scrittore".     

D: Negli ultimi dieci anni, la nanotecnologia è uscita dai laboratori e sta avendo un impatto reale nella società. Hai lavorato a iniziative che hanno contribuito a commercializzare la nanotecnologia e hanno portato a nuovi prodotti o processi? 
Dong: Ho lavorato a una stampante 3D per nanostrutture metalliche basata sulla penna stilografica a nanotubi che abbiamo sviluppato più di dieci anni fa e a un sistema di chirurgia nanorobotica non invasiva basato sui nanorobot nuotatori, con l'obiettivo di commercializzarli. Tuttavia, entrambi sono progetti a medio o lungo termine e non sono disponibili prodotti.t.

D: La tua formazione universitaria ti ha aiutato nel tuo lavoro sulle nanotecnologie?  
Dong: Penso di sì. Ma bisogna rimanere coinvolti.... ci sono molte conferenze ed è importante connettersi. La nanotecnologia non è così speciale negli aspetti scientifici, ma è più importante negli aspetti tecnologici e ingegneristici. Ecco perché Richard Feynman disse che forse non avremo una nuova fisica, ma avremo un modo completamente nuovo di cambiare il mondo. Diceva che "potremmo disporre gli atomi uno per uno, proprio come vogliamo noi", per assemblare un nuovo mondo.    

D: Hai un mentore? Lo hai fatto durante gli anni del college?  
Dong: Sì, credo di sì, i consulenti didattici mi hanno dato una certa assistenza, ma credo che le mie idee siano state ispirate soprattutto dalla collaborazione. Per esempio, abbiamo creato una struttura molto semplice, una sfera su un nanotubo. Ma non abbiamo mai pensato che fosse qualcosa di utile. Ma un mio amico, una volta che l'ha vista, ha detto: "Beh, se ne avete un paio di queste, potete fare un potenziatore ottico!". Se si usano due di queste nanostrutture e le si mettono molto vicine, si può usare la risonanza del plasma di superficie per creare un'antenna che può lavorare con la risonanza della luce. Si tratta di una struttura molto interessante che ha applicazioni molto importanti, ad esempio possiamo usare questa antenna ottica per migliorare l'assorbimento dell'energia solare delle celle solari. Si otterranno celle solari migliori.   

D: Se dovessi rifare tutto da capo, ti concentreresti ancora sulle applicazioni delle nanotecnologie?  
Dong: Penso che questa sia la carriera della mia vita, perché i sogni del futuro sono molto eccitanti. Lavorando su scala nanometrica, si può realizzare praticamente tutto ciò che è termodinamicamente stabile. Si può assemblare tutto ciò che si può progettare. E mi ispirano le applicazioni delle nanotecnologie - penso che la medicina nanorobotica sia un esempio molto importante - anche se si fanno progressi conservativi in questo campo. Ad esempio, alcuni miei collaboratori stanno lavorando su interventi chirurgici all'interno degli occhi. Nell'occhio si possono vedere i robot, quindi è relativamente facile. È molto interessante. Il passo successivo è la medicina attraverso i vasi sanguigni. È possibile inviare alcuni farmaci con un robot per distribuirli a cellule mirate, come quelle tumorali. Poi, si può pensare alla produzione con le nanotecnologie, in modo da poter creare una nuova cellula, ad esempio, dopo averne uccisa una difettosa. Se si trova una cellula che sta invecchiando, se ne può creare una giovane. Molte cose cambieranno. Penso quindi che la nanotecnologia sia sicuramente un obiettivo degno di nota per una vita. Intendo continuare a lottare con le sfide della nanotecnologia perché il futuro è ciò che sogniamo.   

D: Che consigli hai per gli studenti pre-universitari?  
Dong: Sto incoraggiando i miei studenti universitari a pensare che le nanotecnologie possano aiutarli a trasformare i sogni in realtà - e questo è davvero sorprendente. Gli studenti pre-universitari possono iniziare a imparare fin da ora lavorando con i modelli: possono creare modelli di molecole e imparare da alcune micrografie, da alcuni siti web e da alcune opere di narrativa scientifica - in realtà alcuni esempi di narrativa scientifica stanno diventando realtà.