马亨德拉·库马尔·桑卡拉
康涅狄格州可再生能源研究中心主任
化学工程教授
路易斯维尔大学
美国肯塔基州路易斯维尔
教育：
- 美国俄亥俄州克利夫兰凯斯西储大学博士
- 美国纽约州波茨坦克拉克森大学硕士
- 印度安得拉邦沃尔泰尔安得拉大学理工学士
给学生的建议：
“探索使用扫描电子显微镜进行训练并开始进行观察。”
链接：
工作重点：
Mahendra Kumar Sunkara 负责领导一家研发中心，以应对太阳能光伏、太阳能燃料、生物燃料和能源存储以及先进能源材料方面的重大挑战。Conn Center 拥有 12 名核心员工，其中 8 名是领导各种主题的杰出研究人员，还有 4 名行政/技术人员负责支持各种中心的活动。Conn Center 还拥有独特的研发设施，占地超过 20,000 平方英尺的实验室空间，其中包括先进材料特性、材料制造、能源设备原型设计和测试以及可扩展的太阳能、能源存储、生物质和生物燃料制造设施。该中心还在定义即将建成的研究园区和产品实现研究所的创新方面发挥着至关重要的作用。
面试：
问：您什么时候第一次发现自己的职业道路集中在纳米技术上？
Sunkara：在研究生学习期间，我对电镀和化学气相沉积中晶体的成核和生长机制产生了浓厚的兴趣。在攻读博士学位期间，我研究了金刚石晶体在气相中的成核，并开始研究小晶体以及缺陷和生长机制对最终形态、生长动力学和生长大单晶的能力的影响。这引起了我对研究纳米级金刚石晶体的结构和形态的浓厚兴趣。1996 年，当我开始学术生涯时，我启动了一个使用等离子辅助化学气相沉积工艺的纳米线和纳米颗粒研究项目，并开始研究一维材料的可扩展制造工艺及其在各种能量转换和存储应用中的性能。
问：您目前正在研究哪些纳米技术应用？
Sunkara：我们可能是全球极少数专注于扩大纳米线生产规模的研究小组之一——每天生产几公斤的粉末，并在大面积上形成垂直阵列。由于这些独特的能力，我们目前专注于将它们用于太阳能燃料、电催化剂、异质催化剂和二氧化碳吸附剂应用。我们小组在一维生长的动力学蒙特卡罗模拟、新的二维材料方面做了一些独特的工作，提出并合理化了使用非传统工艺（如自催化、使用非催化金属和气固机制生长）的一维晶体生长，还开发了高度可扩展的独特工艺，反应时间尺度在几秒钟的量级。
问：从事纳米技术工作最有意义的事情是什么？
Sunkara：在实验室中研究纳米材料并将其整合到各种应用中时，永远不会感到无聊。通过使用工程化的一维材料，我们能够将多种能量转换和存储应用的性能提高一个数量级，与现有技术相比。此外，纳米级材料的合成还使我们能够合成一些独特的材料，这些材料通常被认为是亚稳态的，无法使用传统技术制造。例如，对小碳结构的研究使我们能够深入了解 n-金刚石相的结构。同样，在将一维材料从一种成分转化为另一种成分的过程中，还有更多新材料形成的例子。因此，机会似乎是无穷无尽的，可以想到使用纳米级材料和工艺的多种应用。
问：您能举一个例子来说明您所做的事情如何对世界产生了积极的影响吗？
Sunkara：有很多例子。我将提供的一个主要例子是我们发明了使用非催化金属（例如镓）来生长一维材料（例如硅纳米线）的概念，这导致了许多可扩展的纳米线生长工艺。在此之前，研究人员认为，必须有催化金属（例如金和铁）才能生长一维材料。我们的发明和工艺概念导致了可扩展的制造工艺，可以大量制造纳米线粉末并形成大面积阵列。一种基于 ZnO 纳米线的催化剂产品正在通过初创公司（Advanced Energy Materials, LLC）进行商业化销售，用于将柴油和其他燃料中的硫含量从几百 ppm 降低到 1 ppm。该产品将在未来一到两年内在全球范围内实施。
问：您认为迄今为止纳米技术对世界产生的最大影响是什么？
Sunkara：很难指出纳米技术在某一应用或领域产生了影响。相反，纳米技术在许多应用领域都产生了普遍影响，包括显示器薄膜、复合材料、能量转换和存储、化学和生物医学传感器以及医学疗法。
问：请举例说明您认为纳米技术的未来应用将会带来什么。
Sunkara：未来的应用将涉及在灵活平台上采用纳米级材料和工艺的工程设备和传感器，以及在全球范围内按需和根据需要制造设备。
问：您觉得自己在团队中工作更多，还是单独工作更多？
Sunkara：我领导了路易斯维尔大学的一个团队。在某些情况下，我与其他机构的几位科学家合作，例如美国宇航局艾姆斯研究中心的 Meyya Meyyappan 博士、肯塔基大学的 Madhu Menon 博士、Jozef Stefan 研究所的 Miran Mozetic 博士/Uros Cvelbar 博士等。
问：如果你们更多地以团队的形式工作，那么你们的团队成员还有哪些其他的专业领域？
Sunkara：我来自约瑟夫·斯蒂芬研究所的同事在等离子体和等离子体工艺方面拥有丰富的专业知识；来自美国宇航局艾姆斯研究中心的同事对用于传感器和设备的纳米线拥有丰富的知识；来自肯塔基大学的同事在使用计算技术预测新材料（例如新的二维材料）方面拥有丰富的专业知识。
问：您小时候对科学或工程感兴趣吗？当时您的经历是怎样的？
Sunkara：我从小就是班里的第一名，一直对科学和工程事业很感兴趣。当然，我在学生时代并没有太多接触过研究。我一直对研究和技术发现很着迷。
问：大学里的培训对你的纳米技术工作有帮助吗？
Sunkara：在凯斯西储大学攻读博士学位期间，我在 John Angus 教授的指导下得到了很好的指导和培训。他教我如何从原子机制的角度思考晶体生长，并激发了我对探索固体成核和生长的兴趣。他激励我质疑显而易见的事情，并鼓励我以不同的方式思考。
问：如果必须重新来过，您还会专注于纳米技术应用吗？
Sunkara：是的。我仍然会专注于纳米技术的应用。这种长度尺度对于材料和工艺都很有趣。它将分子世界与宏观世界联系起来，同时极大地影响材料和设备的行为。
问：如果高中生或大学生对纳米技术感兴趣，您会给他们什么建议以帮助他们做好担任这些角色的准备？
Sunkara：作为大学教授，许多高中生和本科生向我表示对纳米技术很感兴趣。我建议他们首先接受扫描电子显微镜的培训，然后开始进行观察。如果他们正在攻读学位，那么我强烈建议他们尽可能参加各种课程，包括材料特性、固体物理、光学和电学特性以及计算材料科学。
