Донглей Фан - Donglei Fan

Донглей "Эмма" Фан
НациональностьСоединенные Штаты
Альма-матерУниверситет Джона Хопкинса, Нанкинский университет
НаградыПремия Национального научного фонда CAREER
Научная карьера
ПоляНаномоторы, наноробототехника, биосенсор, высвобождение биомолекул, сборка, нанопроизводство, и нанопористые материалы
УчрежденияТехасский университет в Остине
ДокторантЧиа-Лин Чиен и Роберт К. Каммарата
Внешнее видео
значок видео Инженеры Техаса создают самый маленький и самый быстрый в мире наномотор, Кокрелл инженерная школа

Донглей "Эмма" Фан доцент кафедры машиностроения Кокрелл инженерная школа в Техасский университет в Остине и главный исследователь лаборатории инноваций в области наноматериалов. В 2014 году ее команда построила наномотор это было значительно меньше, быстрее и дольше, чем у любого из ранее разработанных.[1][2] Разработанные ими методы получили название «прорывной технологии».[3] Это достижение было отмечено в 2014 году в Наука год за годом (2017).[4]

ранняя жизнь и образование

Поклонник присутствовал Нанкинский университет (NJU) в рамках почетной программы для одаренной молодежи Департамент интенсивного обучения, как первый поступивший студент, отказался от вступительных экзаменов в национальный колледж и присудил стипендию для первокурсников. В 1999 году она получила степень бакалавра химии в Нью-Йоркском университете.[5]

Затем она посетила Университет Джона Хопкинса (JHU), где получила две степени магистра в области материаловедения и инженерии (2003 г.) и в области электротехники (2005 г.). В 2007 году она получила степень доктора философии в области материаловедения и инженерии в JHU. С 2007 по 2009 год она работала в докторантуре JHU.[5]

Карьера

В 2010 году Фан присоединился к Техасскому университету в Остине в качестве доцента кафедры машиностроения.[6]Она является главным исследователем в лаборатории инноваций в области наноматериалов.[7]В 2012 году Фан получил престижную награду за карьеру Национального научного фонда (NSF). В 2013 году Фан был одним из шестидесяти инженеров из Европы и США, которые были приглашены для участия в симпозиуме «Граница инженерии между ЕС и США» во Франции при поддержке Национальная инженерная академия (NAE). В 2014 году Фан был выбран для участия в симпозиуме Arab-American Frontiers of Science, Engineering и Medicine, организованном Национальная Академия Наук (NAS).[5]В 2016 году Фан получил звание адъюнкт-профессора, а в 2017 году получил стипендию факультета инженерии Роберта и Джейн Митчелл.[7]

Донглей Фань входит в редколлегию журнала Научные отчеты.[8]

Исследование

Донглей Фан исследования наноэлектромеханические системы (NEMS), в частности, проектирование, сборка и управление поворотными NEMS или наномоторы Она и ее коллеги определили фундаментальные взаимодействия на наномасштабном уровне и разработали новые механизмы для управления наноразмерными компонентами для создания и управления наномоторами.[9][10] Разработанные методы были описаны как «прорывные технологии».[3]

Во время учебы в Университете Джона Хопкинса она помогла разработать технику перемещения и позиционирования наноструктур с использованием переменного и постоянного электрические поля. Применяется с использованием с литографическим рисунком электроды ориентация нанопроволоки контролируется переменными полями, а направление трансляции контролируется постоянными полями. Техника получила название «электрический пинцет».[11][12]В Техасском университете в Остине Фэн использовал этот подход для перемещения компонентов, а также для создания наномоторов и управления ими.[2]

Подход Фан позволил ее команде спроектировать и построить наномоторы, которые значительно меньше, быстрее и долговечнее, чем предыдущие наномоторы.[1][2] В Nature Communications (2014) они описывают восходящую сборку массивов наномоторов. Каждый наномотор состоит всего из трех частей: квадруполя микроэлектрод для статор, а наномагнит для несущий, а нанопроволока для ротора.[1][5][13]

Результирующий наномотор имеет размер менее 1 микрометра по всем размерам, что составляет 1/500 размера зерна столовая соль. Примечательно, что он достаточно мал, чтобы поместиться внутри клетки человека.[1]Он способен вращаться с гораздо большей скоростью, чем предыдущие наномоторы. Он может работать со скоростью до 18000 об / мин, что сравнимо со скоростью реактивный двигатель. Продолжительность вращения такого наномотора достигает 15 часов.[1] С титан наноподшипник может работать до 80 часов с общим числом циклов вращения 1,1 миллиона.[2] Предыдущие наномоторы могли работать со скоростью 500 об / мин или меньше в течение секунд или минут.[1]

Скорость и направление движения наномотора в жидкости можно контролировать с помощью электрического пинцета.[2]Экспериментаторы могли включать и выключать наномоторы, заставляя их вращаться либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки. Они смогли расположить наномоторы в определенном порядке и синхронно направлять их движения.[14] Рамановская спектроскопия может использоваться для количественного контроля размещения наномоторов и скорости их вращения в режиме реального времени.[2]

Наномотор вентилятора - первый способный выпускать лекарство с поверхности с контролируемой скоростью.[1][2] Поверхность ротора может быть покрыта биохимическим веществом, которое будет выделяться вместе с жидкостью. пограничный слой теория как вращается ротор.[2] По мере того как ротор движется быстрее, высвобождается больше биохимических веществ,[1] Потенциальные применения в качестве управляемого механизма доставки лекарств включают перемещение по телу для доставки инсулина в сахарный диабет, и нападение на отдельных рак клетки.[1]

Fan подала заявку на получение ряда патентов, относящихся к этой технологии, несколько из которых были выданы.[15]

Вентилятор также занимается изучением микромасштабных шаговых двигателей,[5] химическое зондирование,[14] контроль передачи энергии в квантовые точки с помощью Фёрстеровский резонансный перенос энергии,[5] и трехмерные нанопористые материалы.[16]

Награды и отличия

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я Алгар, Джим (21 мая 2014 г.). «Самый маленький и самый быстрый в мире наномотор, созданный учеными UT-Austin, поразит вас». Tech Times. Получено 1 января 2018.
  2. ^ а б c d е ж грамм час Glückstad, Jesper; Палима, Дарвин (30 мая 2017 г.). Легкая робототехника - структурно-опосредованная нанобиофотоника (1-е изд.). Эльзевир. С. 150–155. ISBN  9780702070969. Получено 2 января 2018.
  3. ^ а б "Атака нанобота-убийцы (рака)". Женщины в нанонауке. 28 мая 2014 года.
  4. ^ Наука год за годом: визуальная история, от каменных инструментов до космических путешествий. Д.К. Дети. 7 марта 2017. с. 243. ISBN  9781465465337. Получено 2 января 2018.
  5. ^ а б c d е ж «Вентилятор доктора Донглея: высокопроизводительные наномоторы». Техасский институт материалов. 3 сентября 2015 года.
  6. ^ «Добро пожаловать на новый факультет, доктора Фан, Ли и Сентис». Новости UT. 24 февраля 2010 г.. Получено 5 января 2018.
  7. ^ а б c "Люди в лаборатории доктора Фэна". Лаборатория инноваций в области наноматериалов. Получено 3 января 2018.
  8. ^ "Редакционная коллегия". Научные отчеты. Получено 3 января 2018.
  9. ^ а б Линдстрем, Эшли (16 августа 2012 г.). «Доценты Донглей Фан и Карлос Хидрово получают награды NSF CAREER Awards за новые проекты». Новости UTI. Получено 4 января 2018.
  10. ^ а б «КАРЬЕРА: Новый механизм для сборки больших массивов вращающихся нано-электромеханических устройств с использованием наноразмерных строительных блоков». Национальный фонд науки. Получено 3 января 2018.
  11. ^ Хилмер, Эндрю Дж .; Страна, Майкл С. (13 июня 2010 г.). «У нанопроводов в поле зрения клетки». Природа Нанотехнологии. 5 (7): 481–482. Дои:10.1038 / nnano.2010.133. PMID  20543833.
  12. ^ Fan, Donglei; Инь, Чжичжун; Чеонг, Раймонд; Zhu, Frank Q .; Cammarata, Robert C .; Chien, C.L .; Левченко, Андре (13 июня 2010 г.). «Доставка цитокина с субклеточным разрешением через точно обработанные нанопровода». Природа Нанотехнологии. 5 (7): 545–551. Bibcode:2010НатНа ... 5..545F. Дои:10.1038 / nnano.2010.104. ЧВК  3118461. PMID  20543835.
  13. ^ Ким, Квано; Сюй, Сяобинь; Го, Цзяньхэ; Фан, Д. Л. (7 апреля 2014 г.). «Сверхскоростные вращающиеся устройства наноэлектромеханической системы, собранные из наноразмерных строительных блоков». Nature Communications. 5: 3632. arXiv:1402.4185. Bibcode:2014 НатКо ... 5,36 32 тыс.. Дои:10.1038 / ncomms4632. PMID  24709694. S2CID  205324675.
  14. ^ а б «Инженеры создают самый маленький и самый быстрый в мире наномотор». Новости UT. 20 мая 2014 г.. Получено 5 января 2018.
  15. ^ "Патенты изобретателя Донглея Фэна". Патенты Justia. Получено 3 января 2018.
  16. ^ Ли, Вэйгу; Tekell, Marshall C .; Лю, Чанг; Hethcock, Jacob A .; Фан, Донглей (22.05.2018). «Гибкие твердотельные суперконденсаторы высокой площади на основе пористой графитовой пены с расходящимися микротрубками». Современные функциональные материалы. 28 (29): 1800601. Дои:10.1002 / adfm.201800601. ISSN  1616-301X.
  17. ^ а б "Доцент Донглей Фань". Кафедра машиностроения, инженерная школа Кокрелла, Техасский университет в Остине. Получено 3 января 2018.

внешняя ссылка