Pulickel Ajayan
Benjamin M. e Mary Greenwood Anderson Professori di Ingegneria
Università del Riso
Houston, Texas, Stati Uniti
Formazione scolastica:
- PhD (1989), Northwestern University (Scienza dei materiali e ingegneria), Evanston, IL
- B. Tech (1985), Banaras Hindu University (ingegneria metallurgica), Varanasi, India
Focus del lavoro:
Pulickel M. Ajayan è professore di ingegneria Benjamin M. e Mary Greenwood Anderson presso la Rice University. Insegna corsi di ingegneria sia a livello universitario che universitario, svolge attività di ricerca e guida studenti e ricercatori post-dottorato. È anche coinvolto in attività di sensibilizzazione relative alla Rice e alla comunità di ricerca esterna.
Consigli agli studenti:
“Il mio consiglio sarebbe di impegnarsi profondamente. E fatti coinvolgere presto. Ci sono molte opportunità per un coinvolgimento precoce: ho alcuni ottimi studenti delle scuole superiori nel mio laboratorio che vengono e fanno esperienza nella ricerca sulle nanotecnologie. Ci sono molte informazioni su Internet che possono essere utilizzate per conoscere le cose interessanti che stanno accadendo nella tecnologia, in particolare nella nanotecnologia”.
Collegamenti:
Colloquio:
D: Quando hai scoperto per la prima volta che il tuo percorso professionale si concentrava sulle nanotecnologie?
Ajayan: La mia tesi di dottorato era incentrata sulle nanoparticelle, sebbene negli anni '80 queste fossero chiamate piccole particelle o cluster piuttosto che nanoparticelle. Il termine "nano" è diventato popolare all'inizio degli anni '90. Ho trascorso il mio soggiorno post-dottorato presso la società NEC in Giappone (1990-93), con il gruppo responsabile della scoperta dei nanotubi di carbonio. Sono stato coinvolto in alcuni dei primissimi e fondamentali lavori nel campo. Ciò ha consolidato il mio percorso professionale nel settore delle nanotecnologie.
D: A quali attuali applicazioni della nanotecnologia stai lavorando?
Ajayan: Sono coinvolto nella ricerca e sviluppo di nanomateriali con particolare attenzione ai nanomateriali a base di carbonio come nanotubi di carbonio e grafene. Per quanto riguarda le applicazioni, stiamo lavorando su diversi settori come lo stoccaggio di energia (batterie, supercondensatori), nanocompositi, membrane, dispositivi elettrici ed elettronici. L'attenzione è rivolta alla scienza dei materiali di base.
D: Qual è la cosa più gratificante nel lavorare con la nanotecnologia?
Ajayan: Fondamentalmente la consapevolezza che si sta lavorando alla frontiera della scienza e della tecnologia – essenzialmente manipolando atomi e molecole per costruire strutture e dispositivi – dovrebbe essere il sogno di ogni scienziato! Un altro aspetto speciale della nanotecnologia è che è così ampia – la nanotecnologia è una tecnologia abilitante – e il suo utilizzo spazia dalla scienza dei materiali alla biologia fino all’elettronica. È anche molto interdisciplinare e quindi si tende a conoscere le cose interessanti che accadono in diversi campi e a lavorare con esperti in altri campi, cosa non molto comune in altri settori.
D: C'è un esempio che puoi fornire che mostra come qualcosa su cui hai lavorato ha avuto un impatto positivo sul mondo?
Ajayan: Credo che molte cose su cui ho lavorato nel campo delle nanotecnologie influenzeranno direttamente o indirettamente le tecnologie future. Un esempio è la creazione di una batteria di carta. Utilizzando i nanomateriali, siamo riusciti ad assemblare dispositivi di accumulo di energia (batterie e supercondensatori) su una matrice flessibile simile alla carta. L’idea che il potere possa essere distribuito e messo su piattaforme che possono essere adattate a diversi design e geometrie è destinata ad avere un impatto in futuro. Un altro esempio è il lavoro che abbiamo svolto in collaborazione (con il Prof. Shawn Lin dell'RPI) per creare il materiale più scuro da una serie di nanotubi di carbonio allineati verticalmente. Potrebbero esserci molte applicazioni nelle tecnologie ottiche del futuro basate su questo lavoro. Inoltre, molti dei nostri lavori relativi ai nanotubi e ai compositi di carbonio avranno applicazioni a lungo termine. Oltre ad alcune di queste applicazioni, il nostro lavoro è rimasto piuttosto creativo e, di conseguenza, diversi giovani sono stati motivati a intraprendere (o rimanere) nella scienza.
D: Qual è secondo te l'impatto più grande che la nanotecnologia ha avuto finora sul mondo?
Ajayan: La nanotecnologia è un campo relativamente nuovo. L’impatto reale di questa tecnologia è solo in evoluzione e si farà sentire solo in futuro (potrebbe essere un decennio o due o anche più lontano). Come ho detto prima, questa è una tecnologia abilitante e avrà i suoi effetti in molti settori. Per citarne alcuni, elettronica, sensori, somministrazione di farmaci, applicazioni biomediche, conversione e stoccaggio dell'energia, purificazione dell'acqua, nanocompositi multifunzionali ecc. Esistono già applicazioni commerciali limitate in aree quali lo stoccaggio dell'energia, i sensori ecc. la nuova generazione di dispositivi elettronici ha già raggiunto la dimensione nano.
D: Per favore, fornisca un esempio di ciò che prevede che le applicazioni nanotecnologiche porteranno in futuro.
Ajayan: Come ho già detto, ce ne sono diversi. Lasciatemene sceglierne uno. Batteria. Questo è un settore in cui qualsiasi progresso è benvenuto poiché il suo utilizzo è molto diffuso. I progetti e gli sviluppi più innovativi di questa tecnologia si basano sui nanomateriali e sulle nanotecnologie. La nuova generazione di materiali per elettrodi sono nanomateriali poiché forniscono maggiori possibilità di erogazione di energia e potenza. Se si prendono i nanomateriali più diffusi come i nanotubi di carbonio, le attuali applicazioni in maggior volume si riscontrano nelle batterie agli ioni di litio. Penso che questo sarà un settore fortemente influenzato dall’avvento dei nanomateriali.
D: Ti ritrovi a lavorare di più in una situazione di squadra o più da solo?
Ajayan: Come accademico, si tratta principalmente di lavoro di squadra. Nei miei primi anni di vita lavoravo da solo ed era divertente. Ora ho un folto gruppo di studenti, dottorandi e visitatori e tutto il lavoro è un lavoro di squadra. Collaboriamo anche con altri gruppi in tutto il mondo. Trattandosi di un campo così diversificato (nanotecnologia) si è costretti a collaborare per avere accesso alle migliori strutture e competenze.
D: Se lavori di più in squadra, quali sono le altre aree di competenza dei membri del tuo team?
Ajayan: Aggiorniamo continuamente la nostra competenza. Siamo fondamentalmente persone focalizzate sulla sintesi, lavorazione e caratterizzazione dei materiali. Effettuiamo anche valutazioni delle proprietà elettriche e meccaniche. Ma negli ultimi anni abbiamo acquisito esperienza in diversi settori; ad esempio, lavoriamo sull'accumulo di energia elettrochimica, sul trasporto elettronico in dispositivi su scala nanometrica, sulla purificazione dell'acqua mediante membrane nanoporose ecc. ecc.
D: La tua formazione universitaria ti ha aiutato nel tuo lavoro sulle nanotecnologie?
Ajayan: Ovviamente. Sono un microscopista elettronico di formazione e questo mi ha dato la giusta prospettiva della dimensione su scala nanometrica. Con il tempo impari molte altre tecniche e processi, ma il tuo cuore rimane ancora con ciò che hai imparato da studente. Il nostro gruppo non è coinvolto troppo nella microscopia ora e si concentra principalmente sulla progettazione e sullo sviluppo di nuovi materiali. Le tecniche microscopiche sono diventate ormai molto sofisticate; Mi emoziono ancora quando vedo un lavoro con un bel studio al microscopio elettronico.
D: Hai un mentore? Lo hai fatto durante gli anni del college?
Ajayan: Hai sempre bisogno di un mentore: sia che quella persona stia attivamente facendo da mentore o che ti abbia motivato immensamente con i suoi contributi e il suo approccio
e personalità. I miei relatori (dottorato e post-dottorato) sono stati entrambi fonte di ispirazione e devo loro molto per essere rimasti nel campo della scienza. E poi ci sono molti altri che ti ispirano attraverso il loro lavoro e rimango costantemente entusiasta nel vedere le cose belle che stanno accadendo nella scienza e nella tecnologia.
D: Se dovessi rifare tutto da capo, ti concentreresti ancora sulle applicazioni delle nanotecnologie?
Ajayan: Sicuramente mi occuperei di Scienze. E molto probabilmente la nanotecnologia con una maggiore attenzione alle applicazioni bio-correlate. È solo perché penso che le cose più profonde che stanno accadendo oggi nella scienza stanno accadendo nel campo della biotecnologia e della medicina. A volte mi sento un po' escluso, non potendo prendere parte a questa rivoluzione biotecnologica. Abbiamo provato a fare alcune cose nella parte recente per collegare il nostro lavoro nella nanotecnologia ad aree bio-correlate (come la terapia del cancro). Non è facile ma penso che cercheremo di fare di più in futuro.
D: Che consigli hai per gli studenti pre-universitari?
Ajayan: Il mio consiglio sarebbe di lasciarsi coinvolgere profondamente. E fatti coinvolgere presto. Ci sono molte opportunità per un coinvolgimento precoce: ho alcuni ottimi studenti delle scuole superiori nel mio laboratorio che vengono e fanno esperienza nella ricerca sulle nanotecnologie. Ci sono molte informazioni su Internet che possono essere utilizzate per conoscere le cose interessanti che stanno accadendo nella tecnologia, in particolare nella nano. Nano è divertente perché si occupa dei più piccoli elementi costitutivi di ogni cosa e li manipola per ottenere materiali migliori. Questa è ancora un’altra frontiera nella storia della scienza (questa riguarda le dimensioni e le sfide associate alla manipolazione delle entità più piccole – atomi e molecole) e gli studenti dovrebbero vederla come un’opportunità della loro vita per essere coinvolti. Queste sono tecnologie che prima o poi diventeranno parte del loro stile di vita. Dovrebbero assumere un ruolo attivo nel farsi coinvolgere e nel conoscere ciò che sta plasmando le loro vite: la nanotecnologia!
