Изюминка факультета MIT: Владимир Булович
Заместитель декана Массачусетского технологического института по инновациям занимается изобретательством в наноуровне.Профессор Владимир Булович возглавляет кафедру новых технологий Фариборза Масее в Массачусетском технологическом институте, возглавляет проект MIT.nano и является одним из руководителей инновационной инициативы MIT.
Профессор Владимир Булович возглавляет кафедру новых технологий Фариборза Масее в Массачусетском технологическом институте, возглавляет проект MIT.nano и является одним из руководителей инновационной инициативы MIT.
Его ЕДИНСТВЕННАЯ лаборатория была рассадником научных открытий, и он владеет 75 патентами, охватывающими инновации в области солнечной энергии и фотоприемника, светодиодов, лазеров, телевизионных дисплеев и освещения, химических датчиков, программируемых запоминающих устройств и микроэлектронных машин.
Аглиетти/Центр обработки материалов
Представьте себе слуховые аппараты, работающие на прозрачных солнечных батареях, покрывающих ваши очки, крошечные переключатели, эффективно управляемые сжимаемыми молекулами, и телевизионные дисплеи, такие же красочные, как природа, работающие с долей сегодняшнего энергопотребления. Это лишь некоторые из видений, воплощенных в жизнь в лаборатории профессора Массачусетского технологического института Владимира Буловича. “Открытия в области фундаментальной науки приводят нас к устройствам, которые могут превосходить самые современные характеристики”,-говорит Булович, заведующий кафедрой новых технологий Фариборз Масех в Инженерной школе Массачусетского технологического института.
Предприниматель с несколькими стартапами, обладатель более 75 патентови отмеченный наградами педагог, Булович в глубине души является прикладным ученым. В его Лаборатории органической и наноструктурированной электроники (ОДНА лаборатория) обучается 18 студентов и аспирантов, но ее совместно используют более 70 человек. "Каждый студент участвует в качестве члена команды в работе лаборатории", - говорит он.
Одной из ключевых мотиваций работы Буловича является повышение энергоэффективности. "Сегодня более 2 процентов электроэнергии в мире используется на телевизорах и мониторах. Мы думаем, что сможем уменьшить это в два раза, что окажет значительное энергетическое воздействие. Более того, сегодня 20 процентов электроэнергии используется для питания электрических лампочек. Мы думаем, что можем также сократить это число в два раза. Повышение энергоэффективности является одним из ключевых факторов наших исследований", - объясняет Булович.
"Все занятия начинаются с понимания основных физических принципов, которые затем применяются для работы практических устройств", - говорит Булович. Группа объединяет знания в области электричества и магнетизма, а также знания квантовой механики вместе с использованием наноматериалов для создания таких разнообразных устройств, как солнечные элементы, светодиоды, лазеры, хемосенсоры и механические приводы. "Мы используем наши устройства в качестве испытательных стендов по физике и пытаемся выяснить, какие физические механизмы доминируют в наноразмерных процессах внутри них. Если устройства работают не так хорошо, как мы ожидали, они служат платформой, с помощью которой мы изучаем физическое поведение, которое мы пропустили ранее, а затем применяем новый усовершенствованный физический принцип для создания лучшей структуры", - говорит он.
Разработка технологий использования возобновляемых источников энергии, которые могут быть произведены в масштабе, является еще одной движущей силой исследований группы. В мае прошлого года Булович и его коллеги установили новый рекорд эффективности солнечных элементов с квантовыми точками-8,55 процента. Это сотрудничество с профессором химии Массачусетского технологического института Мунги Бавенди и аспирантами Чиа-Хао Чжуаном и Патриком Брауном продемонстрирован процесс изготовления, который не требует инертной атмосферы или высоких температур для его активных слоев, за исключением электродов. В этих солнечных структурах квантовые точки, точно настроенные на их оптический отклик и перенос заряда, поглощают падающий свет, который переводит электрон из основного состояния в возбужденное, и оттуда заряды могут перемещаться через пленку квантовой точки, создавая электрический ток.
В другой недавней разработке Булович и Ричард Лант, который в то время был постдоком, а сейчас является профессором Университета штата Мичиган, продемонстрировали новую солнечную технологию, в которой используются молекулярные пленки, которые не поглощают видимый свет, что позволяет этим солнечным элементам казаться уникально оптически прозрачными, практически невидимыми. Эти прозрачные солнечные элементы могут питать такие устройства, как устройство для чтения электронных книг, или обеспечивать электроэнергией будущие офисные здания, покрывая их окна. Булович также предлагает покрытия для очков, которые питают радиоприемники Bluetooth или слуховые аппараты от доступного света. "Эти невидимые покрытия поглощают инфракрасный свет, который мы не можем видеть, для выработки электричества, и их можно было бы так же просто нанести на ваши очки, как и покрасить поверхность", - говорит он.
Прорывные технологии, такие как прозрачные солнечные элементы, основаны на новом подходе к старым проблемам. "Когда наша группа говорит о следующем солнечном элементе, мы не рассматриваем обычные. Мы ищем способы изменить парадигму того, что важно для внедрения солнечных технологий", - объясняет Булович. "Часто эффективность солнечных батарей упоминается как единственный показатель, который вам необходимо продвигать для развития технологии, и это верно, поскольку эффективность является очень важным показателем. Однако также важно отметить, что существуют и другие свойства солнечной технологии, которые можно использовать для оказания воздействия".
"В примере оптически прозрачных устройств, - добавляет Булович, - их почти невидимый формат позволяет интегрировать солнечную технологию на любой поверхности, тем самым продвигая новую парадигму развертывания солнечной энергии. В качестве другого примера в нашей лаборатории мы рассмотрим, сколько весит солнечный элемент? Если бы можно было предоставить легкий элемент, его было бы проще установить, что снизило бы одну из основных затрат на развертывание солнечных батарей. Легкий солнечный элемент также будет легче доставить в отдаленную деревню, где может не быть доступа к электросети и, возможно, нет дорог с твердым покрытием. Когда вы несете солнечный элемент на спине, чтобы доставить его в отдаленную деревню, вопрос "Какова эффективность солнечных элементов?" менее важен, чем знание того, сколько поездок вам придется совершить, что равносильно вопросу о том, сколько энергии вы можете генерировать на килограмм солнечного элемента. В этом случае может быть желательно иметь менее эффективную ячейку, если она значительно легче. Изменяя вес, мы можем изменить способ использования".
Таким образом, солнечный элемент может изменить свою форму с панели, которую вы устанавливаете на крыше, на гибкое устройство, которое вы можете разместить на любой поверхности, включая одежду, сумки, простыни или что-либо еще, что можно себе представить. Действительно, в 2011 году в результате сотрудничества между группами профессора Карен Глисон и Буловича были созданы чрезвычайно легкие солнечные элементы, выращенные на листе бумаги. В декабре 2014 года Джоэл Джин и Энни Ван из группы Bulović дополнительно уменьшили толщину подложки солнечных элементов всего до нескольких микрон, сделав эти солнечные устройства достаточно легкими, чтобы плавать на мыльном пузыре.
Перевод технологий из лаборатории Буловича на рынок часто осуществляется стартапами, инициированными выпускниками. Так было в случае с технологией прозрачных солнечных элементов, которая была лицензирована компанией Ubiquitous Energy, стартапом MIT, который открыл свой исследовательский центр всего несколько месяцев назад с целью изменения парадигмы того, какими могут быть солнечные технологии. До этого, в 2005 году Булович совместно со студентами Массачусетского технологического института основал QD Vision, который использует квантовые точки для технологии отображения, которую в настоящее время можно найти более чем в 2 миллионах телевизоров. Кроме того, было показано, что технология освещения квантовыми точками QD Vision улучшает качество цвета наиболее эффективных лампочек, воспроизводя спектр свечения типичной лампы накаливания, но потребляя только одну шестую мощности. В 2008 году профессор Мартин Шмидт и Булович со своими студентами создали Катееву, которая занимается коммерциализацией технологии печати для крупномасштабной электроники, включая наборы инструментов, позволяющие надежно изготавливать органические светодиоды (OLED) на подложках шириной 2 метра.
Булович также возглавляет MIT.nano, строительный проект стоимостью 350 миллионов долларов по строительству современного исследовательского центра в области нанотехнологий в самом сердце кампуса Массачусетского технологического института. "Цель MIT.nano-обеспечить трансформационный семинар 21 века. В наших проектах зданий мы представляем, какой набор инструментов понадобится кампусу в течение следующих трех десятилетий, до 2050 года. Нам нужно создать гибкое исследовательское пространство и пространство, ориентированное на сообщество, чтобы люди чувствовали себя вправе приходить в него, использовать его, а затем переопределять его с годами, адаптируя его к потребностям следующего поколения исследователей",-говорит он.
Булович также является сопредседателем Инновационной инициативы Массачусетского технологического института, которая направлена на объединение образования, исследований, информационно-пропагандистской работы и изучения инновационной науки и политики, чтобы позитивно повлиять на мир, ускоряя воздействие множества идей, генерируемых в кампусе.
В предварительном отчете в декабре 2014 года были даны конкретные рекомендации по повышению воздействия инноваций, включая создание Лаборатории инновационной науки и политики. Новая лаборатория предназначена для изучения социального и рыночного контекста перехода идей от лабораторной демонстрации к практическому, крупномасштабному применению в мире. Он будет проводить исследования по созданию предприятий, расширению масштабов и пониманию рынка, а также социальных потребностей и реагирования на них.
Также в рамках Инновационной инициативы предусмотрены новые программы в области предпринимательства для аспирантов, аспирантов и магистрантов, имеющих сертификат в области инноваций и предпринимательства.
Математика в третьем, четвертом и пятом классах
Несмотря на свою интенсивную рабочую нагрузку, Булович находит время для преподавания математики учащимся начальной школы-третьеклассникам в этом году и четвероклассникам и пятиклассникам в прошлые годы. "Вдохновленные любопытством наших четверых детей, мы с женой в течение ряда лет разрабатывали и распространяли материалы, направленные на то, чтобы познакомить детей раннего возраста с чудесами математики, применяемыми в реальном мире", - говорит он. "Раз в неделю мы имеем честь присоединиться к группе студентов, которые вместе с нами изучают, как работает рычаг, помогают нам определять высоту дерева по его тени, оценивать количество книг в библиотеке, отрабатывать алгоритмы сортировки, определять углы между стрелками часов. ... С карикатурами на улыбающихся пингвинов, озорных коров или других неожиданных персонажей на наших математических листах математические задачи представлены в виде историй о квестах и приключениях. Это был удивительно приятный опыт для всех нас, уже восьмой год".
ПОДЕЛИТЕСЬЭТОЙ НОВОСТНОЙ СТАТЬЕЙ НА:
ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ
- Vladimir Bulović
- Лаборатория органической и наноструктурированной электроники (ОДНА лаборатория)
- Научно-исследовательская лаборатория электроники
- Центр обработки Материалов
- Кафедра электротехники и компьютерных наук
- Инженерная школа
СВЯЗАННЫЕ ТЕМЫ
- Факультет
- Профиль
- MIT.nano
- Нанонаука и нанотехнологии
- Инновационная инициатива
- Экситоника
- Материаловедение
- Инновации и предпринимательство (I&E)
- Солнечный
- Фотовольтаика
- Квантовые точки
- Экраны дисплеев
- Электроника
- Стартапы
- Электротехника и информатика (eecs)
- Инженерная школа