Estagiários na vanguarda das novas tecnologias

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Os estagiários do Laboratório de Pesquisa de Materiais do MIT (MRL) cobriram uma ampla gama de desafios neste verão, trabalhando com materiais tão macios quanto a seda até tão duros quanto o ferro e em temperaturas tão baixas quanto a do hélio líquido (-452,47 graus Fahrenheit) até tão altas quanto o do cobre derretido (1.984 F).

Summer Scholars e outros estagiários participaram no campus do MIT por meio do Centro de Ciência e Engenharia de Pesquisa de Materiais do MRL, com o apoio da National Science Foundation, da AIM Photonics Academy, do MRL Collegium e do programa Guided Academic Industry Network (GAIN).

Detectores de infravermelho médio

Simon Egner, da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, fez amostras de telureto de chumbo e estanho para detectar luz infravermelha média em comprimentos de onda de 4 a 7 mícrons para aplicações fotônicas integradas. Egner mediu diversas propriedades dos materiais das amostras, incluindo a concentração e mobilidade dos elétrons. “Uma coisa que descobrimos recentemente é adicionar óxido de chumbo para tentar diminuir a quantidade de ruído que obtemos ao detectar luz com nossos detectores”, diz Egner.

O telureto de chumbo-estanho é uma liga de telureto de chumbo e telureto de estanho, explica Peter Su, estudante de graduação em ciência e engenharia de materiais no laboratório do Laboratório de Pesquisa de Materiais do MIT, principal cientista pesquisadora, Anuradha Agarwal. “Se você já tem muitas portadoras presentes no seu material, você obtém muito ruído extra, muito sinal de fundo, acima do qual é realmente difícil detectar as novas portadoras geradas pela luz que atinge o seu material”, diz Su. “Estamos tentando diminuir esse nível de ruído diminuindo a concentração do transportador e tentando fazer isso adicionando óxido de chumbo a essa liga.”

Filmes finos para fotônica

O bolsista de verão Alvin Chang, da Oregon State University, criou filmes finos de calcogeneto com propriedades não lineares para aplicações fotônicas. Ele trabalhou com o pós-doutorado Samuel Serna no laboratório do professor associado de ciência e engenharia de materiais Juejun Hu. Chang variou a espessura de duas composições diferentes, uma de germânio, antimônio e enxofre (GSS) e outra de germânio, antimônio e selênio (GSSE), criando um gradiente, ou proporção, entre os dois ao longo do comprimento do filme.

“O GSS e o GSSE têm vantagens e desvantagens diferentes”, explica Chang. “Esperamos que, ao fundir os dois em um filme, possamos otimizar suas vantagens e desvantagens para que sejam complementares entre si.”

Esses materiais, conhecidos como vidros de calcogeneto, podem ser usados ​​para detecção e geração de imagens infravermelhas. Quem tiver interesse em conhecer mais sobre o trabalho de Chang pode assistir a este vídeo.

Montagem de nanocompósito

Tanto a professora de química e biotecnologia do Roxbury Community College, Kimberly Stieglitz, quanto o aluno do Roxbury Community College, Credoritch Joseph, trabalharam no laboratório do professor assistente em ciência e engenharia de materiais, Robert J. Macfarlane. O Laboratório Macfarlane enxerta DNA em nanopartículas, que permitem um controle preciso sobre a automontagem de estruturas moleculares. O laboratório também está criando uma nova classe de blocos de construção químicos que chama de Nanocomposite Tectons, ou NCTs, que apresentam novas oportunidades para a automontagem de materiais compósitos.

Joseph aprendeu o processo de várias etapas de criação de agregados de nanopartículas de DNA automontados e usou os que preparou para estudar a estabilidade dos agregados quando expostos a diferentes produtos químicos. Stieglitz criou NCTs que consistem em aglomerados de nanopartículas de ouro com polímeros anexados e examinou seu comportamento de fusão em soluções poliméricas. “Na verdade, são nanopartículas ligadas entre si através de redes de ligações de hidrogênio”, explica Stieglitz.

Fortalecimento de compósitos aeroespaciais