Mahendra Kumar Sunkara

Diretor, Centro Conn para Pesquisa em Energia Renovável
Professor de Engenharia Química
Universidade de Louisville

Mahendra Kumar Sunkara

Diretor, Centro Conn para Pesquisa em Energia Renovável
Professor de Engenharia Química  
Universidade de Louisville
Louisville, Kentucky, EUA

Educação:

  • Ph.D., Case Western Reserve University, Cleveland, OH, EUA
  • MS, Clarkson University, Potsdam, NY, EUA
  • B.Tech., Andhra University, Waltair, AP, Índia

Conselhos aos alunos:

“Explore o treinamento com microscopia eletrônica de varredura e comece a fazer observações.”

Links:

Centro Conn para Pesquisa em Energia Renovável

Foco de Trabalho:

Mahendra Kumar Sunkara dirige um centro de P&D para enfrentar grandes desafios em energia solar fotovoltaica, combustíveis solares, biocombustíveis e armazenamento de energia e materiais energéticos avançados. O Conn Center conta com uma equipe principal de 12 pessoas, dos quais oito são pesquisadores eminentes, liderando diversos temas e quatro funcionários administrativos/técnicos para apoiar as diversas atividades do centro. O Conn Center também mantém instalações exclusivas de P&D abrangendo mais de 20.000 pés quadrados de espaço de laboratório, que incluem caracterização avançada de materiais, fabricação de materiais, prototipagem e testes de dispositivos de energia e instalações de fabricação escalonáveis para energia solar, armazenamento de energia, biomassa e biocombustíveis. O centro também desempenha um papel vital na definição da inovação no futuro parque de pesquisa e no instituto para a realização de produtos.

Entrevista:

P: Quando você descobriu que sua carreira se concentrava em nanotecnologia?
Sunkara: Em meus estudos de pós-graduação, fiquei fascinado pelos mecanismos de nucleação e crescimento de cristais em galvanoplastia e deposição química de vapor. Durante meu doutorado, observei a nucleação de cristais de diamante a partir da fase de vapor e comecei a observar pequenos cristais e o papel dos defeitos e mecanismos de crescimento na morfologia final, na cinética de crescimento e na capacidade de cultivar grandes cristais únicos. Isto levou a um interesse significativo na investigação da estrutura e morfologia de cristais de diamante em nanoescala. Quando iniciei minha carreira acadêmica em 1996, iniciei um programa de pesquisa em nanofios e nanopartículas usando processos de deposição química de vapor assistida por plasma e comecei a investigar processos de fabricação escaláveis para materiais unidimensionais e seu desempenho com diversas aplicações de conversão e armazenamento de energia.

P: Em quais aplicações atuais de nanotecnologia você está trabalhando?
Sunkara: Somos provavelmente um dos poucos grupos de investigação em todo o mundo que se concentra em aumentar a produção de nanofios – pós numa escala de vários kg por dia e matrizes verticais em grandes áreas. Devido a essas capacidades únicas, estamos atualmente focados em usá-los para combustíveis solares, eletrocatalisadores e aplicações de catalisadores heterogêneos e adsorventes de dióxido de carbono. Nosso grupo realizou alguns trabalhos únicos em simulação cinética de monte-carlo de crescimento unidimensional, novos materiais 2-D, propôs e racionalizou o crescimento de cristais unidimensionais usando processos não convencionais, como autocatálise, crescimento usando processos não catalíticos. metais e mecanismos de vapor-sólido e também desenvolveu processos únicos que são altamente escaláveis com escalas de tempo de reação da ordem de alguns segundos.

P: Qual é a coisa mais gratificante em trabalhar com nanotecnologia? 
Sunkara: Nunca há um dia de tédio no laboratório quando se trabalha com nanomateriais e sua integração em diversas aplicações. O uso de materiais unidimensionais projetados nos permitiu melhorar o desempenho de diversas aplicações de conversão e armazenamento de energia em uma ordem de grandeza em comparação com o estado da técnica. Além disso, a síntese de materiais em nanoescala também nos permitiu sintetizar alguns materiais únicos que, de outra forma, seriam considerados metaestáveis e não poderiam ser produzidos utilizando técnicas tradicionais. Por exemplo, a investigação de pequenas estruturas de carbono nos levou a fornecer informações sobre a estrutura da fase n-diamante. Da mesma forma, existem muitos outros exemplos de novos materiais formados durante a transformação de materiais unidimensionais de uma composição para outra. Assim, as oportunidades parecem infinitas e é possível pensar em diversas aplicações utilizando materiais e processos em nanoescala.

P: Há algum exemplo que você possa fornecer que mostre como algo em que você trabalhou impactou positivamente o mundo? 
Sunkara: Existem muitos exemplos. Um exemplo principal que irei fornecer é a nossa invenção do conceito de utilização de metais não catalíticos (por exemplo, gálio) para o cultivo de materiais unidimensionais, como nanofios de silício, que levou a uma série de processos escalonáveis para o cultivo de nanofios. Até então, os pesquisadores acreditavam que era essencial ter metais catalíticos como ouro e ferro para cultivar materiais 1-D. Nossas invenções e conceitos de processo levaram a processos de fabricação escalonáveis para a fabricação de pós de nanofios em grandes quantidades e matrizes em grandes áreas. Um dos produtos catalisadores baseados em nanofios de ZnO está sendo disponibilizado comercialmente através da startup (Advanced Energy Materials, LLC) para remoção de enxofre em diesel e outros combustíveis de várias centenas de ppm a 1 ppm. Este produto será implementado em todo o mundo no próximo período de um a dois anos.

P: Qual você acha que foi o maior impacto que a nanotecnologia teve no mundo até agora?
Sunkara: É difícil identificar uma aplicação ou área em que a nanotecnologia tenha causado impacto. Em vez disso, a nanotecnologia teve um impacto omnipresente em muitas aplicações, desde filmes finos para ecrãs, compósitos, conversão e armazenamento de energia, sensores químicos e biomédicos e terapias médicas.

P: Por favor, dê um exemplo do que você imagina que as aplicações da nanotecnologia levarão no futuro.
Sunkara: As aplicações futuras envolverão dispositivos e sensores projetados envolvendo materiais e processos em nanoescala em plataformas flexíveis e fabricação de dispositivos sob demanda e conforme necessário em escala global.

P: Você trabalha mais em equipe ou mais sozinho? 
Sunkara: Liderei uma equipe na Universidade de Louisville. Em alguns casos, colaborei com vários cientistas de outras instituições, como o Dr. Meyya Meyyappan da NASA Ames, o Dr. Uros Cvelbar do Instituto Jozef Stefan, etc.

P: Se você trabalha mais em equipe, quais são algumas das outras áreas de especialização dos membros de sua equipe? 
Sunkara: Meus colaboradores do Instituto Jozef Stefan tinham grande experiência com plasmas e processos a plasma; o colega da NASA Ames tinha grande conhecimento sobre nanofios para sensores e dispositivos; e um colega da Universidade de Kentucky tinham grande experiência no uso de técnicas computacionais para previsão de novos materiais, como novos materiais 2-D.

P: Você se interessou por ciências ou engenharia quando criança? Qual foi sua experiência então? 
Sunkara: Sempre fui o primeiro na minha turma desde a infância e sempre me interessei pela carreira de ciências e engenharia. É claro que não tive muito contato com pesquisas durante meus tempos de escola. Sempre fui fascinado por pesquisas e por fazer descobertas técnicas.

P: Sua formação universitária o ajudou em seu trabalho em nanotecnologia? 
Sunkara: Durante meu doutorado na Case Western Reserve University, tive ótima orientação e treinamento sob a supervisão do professor John Angus. Ele me ensinou como pensar em termos de mecanismos atomísticos para o crescimento de cristais e aumentou meu interesse em explorar a nucleação e o crescimento de sólidos. Ele me inspirou a questionar o óbvio e me encorajou a pensar diferente.

P: Se você tivesse que fazer tudo de novo, ainda se concentraria em aplicações de nanotecnologia? 
Sunkara: Sim. Eu ainda me concentraria em aplicações de nanotecnologia. Esta escala de comprimento é interessante tanto para materiais quanto para processos. Ele conecta o mundo molecular ao mundo macroscópico, ao mesmo tempo que influencia enormemente o comportamento de materiais e dispositivos.

P: Se um estudante do ensino médio ou universitário estivesse interessado em nanotecnologia, que conselho você daria a ele para ajudá-lo a se preparar para assumir essas funções?
Sunkara: Na minha função de professor universitário, muitos estudantes do ensino médio e de graduação me abordam com interesse em nanotecnologia. Recomendo que primeiro treinem com microscopia eletrônica de varredura e comecem a fazer observações. Se eles estão cursando um diploma, eu recomendo fortemente que façam uma variedade de cursos, incluindo caracterização de materiais, física do estado sólido, propriedades ópticas e elétricas e ciência computacional de materiais, se possível.

consulte Mais informação