尤里·戈格茨
德雷塞尔大学材料科学与工程系 Charles T. 和 Ruth M. Bach 杰出大学教授
宾夕法尼亚州费城
美国
AJ Drexel 纳米材料研究所所长
教育：
- 乌克兰国家科学院材料工程学博士，1995 年
- 乌克兰基辅理工学院物理化学博士学位，1986 年
- 乌克兰基辅理工学院冶金学硕士，1984 年
工作重点：
“我在德雷塞尔大学教授材料科学、进行纳米材料和纳米结构研究，并协调纳米材料广泛领域的研究和教育活动。”
给学生的建议：
“学习数学、化学和物理。阅读科幻小说，思考如何将其变为现实。”
链接：
面试：
问：您的工作最适合应用于哪些纳米技术技术领域？
戈戈茨:
- 纳米电子学
- 纳米传感器和纳米执行器
- 纳米材料
- 纳米计量与表征
- 纳米光学、纳米光子学和纳米光电子学
- 纳米能源、环境与安全
- 纳米生物医学
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？
戈戈茨: 大约 20 年前。25 多年前，当我在日本工作时，我的研究转向了碳材料，这在纳米领域极其重要，因为碳原子可以构建出各种具有非常不寻常特性的结构（纳米管、足球形富勒烯分子、微型钻石、石墨烯等）。我的学生在我们的碳样品中发现纳米管后，我非常兴奋，并尝试对纳米管和其他碳纳米材料进行受控合成和研究。这个领域看起来如此迷人，我无法停止，继续朝这个方向前进。
问：您目前正在研究哪些纳米技术应用？
戈戈茨: 我的研究小组正在探索许多应用。在发现 MXenes 之后，扩展这个 2D 碳化物和氮化物家族，了解它们的特性并探索应用成为我们的主要目标。一个突出的课题与超级电容器纳米结构材料的开发有关，超级电容器是一种电能存储设备，就像电池一样。然而，它们可以更快地存储和释放能量，因为它们是静电存储的，而不是通过化学反应。因此，它们具有许多优势，可以在从混合动力电动汽车到家用电子产品的各种应用中替代和补充电池。它们的寿命比电池长得多，可以承受 100,000 次甚至 100 万次充电放电循环。最先进的锂离子电池甚至无法接近这一点。由于超级电容器可以非常快速地充电，因此它们可以从目前浪费能量的过程中获取能量，例如汽车在红绿灯处刹车、电梯向下移动或港口起重机放下重型集装箱。超级电容器的广泛使用可能会降低能源消耗，并有助于快速将公共交通转换为电动引擎。
问：从事纳米技术工作最有意义的事情是什么？
戈戈茨: 我们发现了新材料和新效应。我们可以看到单个原子和分子如何移动并将它们排列成新颖而有用的结构。我们可以制造出具有天然材料所不具备的特性的材料。我们看到了其他人从未见过的物体，因为它们太小了，以至于人眼即使在最好的光学显微镜的帮助下也无法分辨。这真是令人兴奋。我们还相信纳米技术可能能够为人类面临的最重要问题提供解决方案，例如能源、饮用水和治疗目前无法治愈的疾病。这提供了巨大的动力。
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？
戈戈茨: 我们的专利已授权给生产碳涂层、MXenes 和陶瓷材料的公司。现在谈论它们对世界产生重大影响还为时过早，但是，我们正在探索的许多应用，从超级电容器到电磁干扰屏蔽，再到透明导电膜和可穿戴透析系统，可能会对全世界人民的生活产生重大影响。
问：您预计未来纳米技术的商业化将在哪些领域对世界产生最积极的影响？
戈戈茨： 纳米技术已经渗透到工程学的各个领域。纳米材料用于电池，纳米涂层使窗户更高效，可以散热（红外辐射），节省能源、电子设备、药品、水和环境。所以，它已经成为我们生活的一部分。我们只是没有看到它，因为这些纳米级特性可以使运动器材更强大，电池寿命更长，智能手机在不增加尺寸的情况下拥有更多功能。然而，它们将真正实现物联网和未来的医疗诊断。
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？
戈戈茨: 整个电子行业都受到了纳米技术的强烈影响，但磁性数据存储可能是我们所有人都经历过的纳米技术最显著的成功。纳米范围内的磁性晶体允许在我们计算机的硬盘上更密集地存储信息。因此，计算机、iPod 和其他电子设备可以存储电影、音乐和大量数据。但现在我们正在转向不同的数据存储解决方案。很难高估现代电子设备对我们生活的影响，而且随着可穿戴互联网和物联网的发展，这种影响只会越来越大。
问：过去十年，纳米技术走出了实验室，对社会产生了真正的影响。您是否参与过任何有助于纳米技术商业化并产生新产品或新工艺的努力？
戈戈茨: 是的，我们已经将纳米结构碳涂层技术授权给一家生产动态密封件的公司，以防止这些密封件出现故障。德雷克塞尔的大量 MXene 专利已被一家领先的日本电子产品制造商收购。该公司扩大了生产规模，并正在开发一系列采用 MXenes 的产品。在某些情况下，例如碳化物衍生的碳和超级电容器电极，我们的专利并未直接使用，但我们开发的基础科学使公司能够大大改进其产品。
问：大学里的培训对你的纳米技术工作有帮助吗？
戈戈茨: 在一定程度上。它为我提供了材料科学、化学和物理的基础知识。我掌握了一些实验技巧，这些技巧至今仍然有用。然而，我们生活在一个瞬息万变的世界。我们今天使用的工具是我 30 多年前当学生时没有的。纳米技术是在我大学毕业并获得所有学位后出现的。最重要的是学习基础知识并养成独立学习的习惯。真正的科学家总是不断学习新事物。
问：你有导师吗？大学期间有吗？
戈戈茨: 我想我现在太老了，没有导师了 🙂 然而，当我还是一名初级教员并开始我的学术生涯时，我从我的前任系主任兼院长 Selcuk Guceri 教授那里学到了很多东西。我有一位资深同事，Jack Fischer 教授，他在宾夕法尼亚大学街对面工作，我非常尊重他的意见，每当我必须做出重要决定时，我都会向他寻求建议。Victor Morozov 教授在我上大学期间担任我的导师。在我上大学前的几年里，化学俱乐部的导师 Sergey Mikhalovsky 是我的导师，我们仍然保持着频繁的联系，甚至合作过一个研究项目。总的来说，我们身边总是围绕着聪明而经验丰富的人，我们不应该害怕寻求建议。在职业生涯的开始阶段拥有一位好的导师非常重要。我正在努力成为我的学生和博士后的好导师。
问：如果必须重新来过，您还会专注于纳米技术应用吗？
戈戈茨: 是的，我会的。我仍然对纳米技术为我们带来的机遇着迷。当我开始研究纳米技术时，那正是时代的开始。纳米技术现在已经渗透到许多领域，但主要影响是在未来，那时我们将学会如何使用纳米级构件构建具有所需独特性能的种类繁多的材料和设备。
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？
戈戈茨: 学习数学、化学和物理。阅读科幻小说并思考如何将其变为现实。
问：您对大学预科生还有什么建议吗？
戈戈茨: 想想你的潜力，确定你喜欢什么科目，喜欢什么工作。如果你做你喜欢的事情，你就会成功，享受生活。学习外语，尝试了解其他文化——你生活在一个大世界，你必须融入世界文化。科学和商业都不受边界的限制。
