Polimēru spēka izmantošana

9:00 Saulainā augusta otrdienas rītā ķīmiskās inženierijas profesore Paula Hamonda '84, PhD '93, sveic absolventi Rebeku Ladevski savā nevainojamajā birojā ēkā 66. Pēc nelielas sarunas viņi ķeras pie lietas, labi. - pielāgojot Ladewski gaidāmo disertācijas komitejas prezentāciju par viņas darbu, pētot polimēru montāžas metodes izmantošanai saules baterijās un baterijās.

Telefons zvana, bet Hamonds to ignorē. Lai gan viņai ir ieplānotas vēl sešas tikšanās un viņa tikko sazvanījusies ar franču zinātnieku, kurš vēlas pievienoties viņas laboratorijai, viņa pilnībā koncentrējas uz šo tēmu. Viņa nekad nav apjucis, saka Ladevskis. Kad esat kopā ar Paulu, jums ir viņas pilnīga un nedalīta uzmanība.

Daudzi cilvēki pieprasa šo uzmanību. Hamonds vada pētniecības grupu, kurā ir vairāk nekā 30 dalībnieku, un palīdz vadīt Ķīmijas inženierijas katedru kā tās izpilddirektors. Parastā dienā — pat vasarā — viņas kalendārs ir vienkrāsaina zila tikšanās ar studentiem, potenciālajiem līdzstrādniekiem un kolēģiem administratoriem kolonna. Taču lielāko daļu dienu viņai joprojām izdodas veltīt laiku savai zinātniskajai kaislībai: izstrādāt polimērus, lai palīdzētu ārstēt vēzi vai radīt labākas degvielas šūnas un baterijas.

Polimēri — garas atkārtotu strukturālo vienību ķēdes — ietver dabiskos materiālus, piemēram, gumiju un celulozi, kā arī neskaitāmus sintētiskus materiālus, piemēram, neilonu un plastmasu. Daudziem polimēriem ir oglekļa mugurkauls, pie kura var pievienot citas molekulas, ļaujot dizainerim kontrolēt materiāla uzvedību. Hamonds izmanto šo daudzpusību, lai risinātu divus no pasaulē aktuālākajiem izaicinājumiem. Vienā savas laboratorijas pusē viņa izveido plēves un nanodaļiņas, kuru mērķis ir audzēja šūnas un piegādāt zāles. No otras puses, viņa izstrādā polimērus, kas var palīdzēt izmantot un uzglabāt tīru enerģiju.

11:00

Hamonds un vēl viens maģistrants tiekas ar vieszinātnieku no King Fahd Naftas un minerālu universitātes Saūda Arābijā, lai apspriestu viņu notiekošo projektu, lai izstrādātu polimērus, kas var kalpot kā efektīvākas atsāļošanas membrānas. Viņas daudzveidīgās pētniecības intereses padara viņu ļoti pieprasītu kā līdzstrādniece; Nākamajā dienā viņa tiksies ar zinātniekiem no Dana-Farber Cancer Institute, Novartis un Merrimack Pharmaceuticals, lai runātu par savu zāļu ievadīšanas polimēru kā vēža ārstniecības līdzekļu izstrādi.

Hamonda interesei par zinātni ir dziļas saknes. Uzaugusi Detroitā, viņa sapņoja par bērnu literatūras rakstīšanu un piedalījās rakstīšanas konkursos. Bet viņa arī ilgojās saprast, kā lietas darbojas. Viņai patika savas dabaszinātņu nodarbības, un viņa atklāja, ka katoļu vidusskolā, kurā mācījās tikai meitenes, ir viegli kļūt par zinātņu nederi.

Ja jūs esat zēnu un meiteņu grupā un jums ir 15 vai 16 gadi, un skolotājs uzdod jautājumu, puišiem ir viegli atbildēt, jo īpaši [nodarbībās, piemēram] AP fizika, viņa saka. Bija noderīgi brīvi sajust, ka varat ienirt šajā lietā un uzdot jautājumus, un tur nebija neviena, kas izskatītos atturoši.

Hamondas tēvs, doktora grāda ieguvējs bioķīmiķis, kurš vadīja veselības laboratorijas Detroitas pilsētā, un viņas māte, kura Veina apgabala kopienas koledžā nodibināja medmāsu skolu, veicināja viņas interesi, piesaistot draugus zinātniekus, lai konsultētu Paulu, kā sasniegt viņas mērķus. Meklējot koledžas, viņa nonāca pie secinājuma, ka MIT ir tā vieta, kur doties. Manuprāt, tas bija sava veida tehnoloģiju virsotne, viņa saka.

No sākuma Hamonda koncentrējās uz ķīmijas inženieriju, jomu, ko bija ieteikusi viņas vidusskolas ķīmijas skolotāja. Es pat neņēmu vērā citas koncentrācijas, viņa saka. Apgūstot bakalaura kursu pie profesora Edvarda Merila (ScD ‘47), viņa aizrāvās ar polimēru ķīmiju. Šeit ir spēks, viņa saka. Jūs varat izstrādāt šos materiālus, un pēc tam viņi dara šīs lieliskās lietas.

Pēc absolvēšanas Hamonda divus gadus pavadīja Floridā par procesu inženieri uzņēmumā Motorola, kur viņa bija vienīgā melnādainā sieviete, kurā strādāja tūkstošiem darbinieku. Pēc tam viņa pievienojās Georgia Tech polimēru pētniecības personālam, iegūstot maģistra grādu ķīmijas inženierijā. Pārliecināta, ka viņa pieder akadēmiskajām aprindām, viņa iestājās jaunā starpdisciplinārā doktorantūras programmā polimēru zinātnes tehnoloģijā MIT.

Atgriezties uz MIT bija vienkārši neticami, atceras Hamonds. Dažreiz, kad jūs aizbraucat no vietas un pēc tam atgriežaties, jūs esat nedaudz vīlies — tas nav tas, ko jūs domājāt. Kad es atgriezos MIT, tas bija tieši tas, ko es biju palaidis garām pēdējos četrus gadus.

Maikls Rubners, kurš kļuva par Hamonda doktora padomnieku, pamanīja, ka viņai ir reti sastopama mērķtiecība starp vienaudžiem. Visi MIT maģistranti ir izcili, taču Paulu izcēla viņas... dzinulis, motivācija un vēlme gūt panākumus, saka Rubners, materiālu zinātnes un inženierzinātņu profesors. Paula zināja, kas viņa būs un kas viņai jādara, lai tur nokļūtu.

Savai doktora disertācijai Hamonda izstrādāja poliuretānus un poliesterus, kas maina krāsu, karsējot vai izstiepjot. Aptuveni disertācijas aizstāvēšanas laikā viņa pieņēma MIT piedāvāto fakultātes amatu un galu galā pārņēma Merrill polimēru sintēzes kursu. Bet vispirms viņa pavadīja pusotru gadu kā pēcdoktorantūras pētniece ķīmiķa Džordža Vaitsaidsa laboratorijā Hārvardā, palīdzot pilnveidot jaunu tehniku ​​​​virsmu apdrukai ar mikronu mēroga rakstiem. Pazīstams kā mīksta litogrāfija, tagad to plaši izmanto mikrofluidisko ierīču radīšanai.

Hamondai ir neparasti spēja uzņemties projektus, kas nav saistīti ar viņas iepriekšējo darbu, saka Vaitsaids. Viņa ir paveikusi to, ko, manuprāt, vajadzētu darīt labiem zinātniekiem, viņš saka, proti, pāriet no lauka uz citu, lai atrastu lietas, kurās varat dot savu ieguldījumu.

12:00 pusdienlaikā

Hamonda laboratorijas dalībnieki ieplūst konferenču telpā Koha institūta piektajā stāvā, lai rīkotu grupas sanāksmi reizi divās nedēļās. Divi absolventi stāsta par saviem jaunākajiem rezultātiem, kamēr viņu laboratorijas biedri ēd taju ēdienu un piedāvā ieteikumus. Hamonds arī sniedz ieteikumus, bieži aicinot prezentētājus detalizētāk izpētīt kādu paņēmienu, lai palielinātu viņu pārliecību un uzlabotu prezentācijas prasmes.

Šonedēļ abas prezentācijas koncentrējas uz kurināmā elementu pētniecību, lai gan laboratorija ir diezgan vienmērīgi sadalīta starp enerģētikas un biomedicīnas projektiem. Šīs divas pētniecības jomas attīstījās no Hamonda intereses par polimēru būvniecību. Kopš savas pētniecības programmas uzsākšanas 1995. gadā viņa tiek uzskatīta par pionieri tehnikā, ko sauc par slāņa slāņa montāžu, kurā slāņi ar dažādām īpašībām tiek uzklāti, pārmaiņus pakļaujot virsmu pozitīvi un negatīvi lādētām daļiņām. Viņas izstrādātā metode izmanto automatizētu smidzinātāju, lai uzklātu plānas polimēru plēves uz lielām virsmas laukumiem. Uzņēmums Svaya Nanotechnologies, kuru 2009. gadā izveidoja bijušais students, ir licencējis šo tehnoloģiju un izstrādā to, lai cita starpā izveidotu virsmas pārklājumus pusvadītājiem, augstas izšķirtspējas displejiem un energoefektīviem logiem.

Ar enerģiju saistītie pielietojumi viņas darbā ar polimēriem ietver baterijas, saules baterijas un kurināmā elementus. Pagājušajā gadā Hamonda un viņas studenti, strādājot ar pētniekiem Penn State, izstrādāja jaunu polimēru plēvi, kas ievērojami uzlabo metanola kurināmā elementu efektivitāti. Tā kā metanols istabas temperatūrā ir šķidrums, šīs kurināmā šūnas varētu būt daudz pārnēsājamākas nekā ūdeņraža degvielas šūnas, ļaujot tām darbināt mazas ierīces, piemēram, mobilos tālruņus vai klēpjdatorus.

Hamonds arī sadarbojas ar bioloģiskās inženierijas un materiālu zinātnes un inženierzinātņu profesori Andželu Belčeri pie baterijām un saules baterijām, kas paši savācos, izmantojot ģenētiski modificētus vīrusus — pētījumus, ko viņi prezentēja prezidentam Obamam viņa 2009. gada vizītes laikā MIT. (Tā bija vienīgā reize, kad esmu redzējis Paulu nervozu, saka Ladevskis.)

Kas attiecas uz Hamondas interesi par medicīniskiem lietojumiem, tā iesakņojās 2002. gada sabata laikā Kaltech, kur viņu ieinteresēja ideja izstrādāt polimērus zāļu piegādei. Kopš tā laika viņa ir izstrādājusi polimēru nanodaļiņas, kas pietuvina audzēja vietas un atbrīvo to kravu, kad tās nonāk audzēja skābajā vidē, kā arī plānas polimēru plēves, kuras var izveidot, lai pārnestu vairākas zāles uz noteiktu vietu un kontrolētu to laiku. atbrīvot. Liela daļa laboratorijas zāļu piegādes darbu tiek veikta ar farmācijas uzņēmumiem, tostarp Sanofi-Aventis, Johnson and Johnson, Pfizer un Ferrosan, vai to finansē.

Hamonda rūpīgi seko līdzi visiem pētījumiem savā laboratorijā, ik pēc dažām nedēļām tiekoties ar katru laboratorijas locekli. Ja students nesaņem labus rezultātus, viņa koncentrējas uz to, lai neveiksmi pārvērstu par kaut ko pozitīvu, saka absolvents Dens Bonners. Tā vietā, lai negatīvu rezultātu uzskatītu par šķērsli, viņa saka: “Ko tas mums saka? Kā mēs varam pārveidot savu sistēmu vai izmantot to citā kontekstā?” viņš saka.

14:00

Hamonds pabeidz laboratorijas pulcēšanos un atgriežas ēkā 66, lai ātri sazvanītu ar MIT materiālu zinātnieku un biežu līdzstrādnieku Darelu Ērvinu, kam seko tikšanās, lai apspriestu, kā nodaļa varētu izmantot kādu laboratorijas telpu, kas varētu kļūt pieejama universitātes pilsētiņā. Ķīmijas inženierijas katedras vadītājs Klāvs Jensens saka, ka viņa ir labi piemērota tik sarežģītiem administratīviem jautājumiem.

Lai vēlētos veikt šo darbu, man šķiet, ka jums ir ļoti jāciena un jāciena institūts un nodaļa, jo tas tiešām ir pakalpojums, ko jūs darāt visiem pārējiem, saka Jensens. Jums ir jābūt arī nepieciešamajām diplomātiskajām prasmēm un spēkam, lai pateiktu: “Tā tas viss notiks”, bet, cerams, tā, lai ikviens justos kā savu viedokli paudis.

Vēlme dot ikvienam viedokli, lika Hamondam vadīt MIT iniciatīvu par fakultāšu sacīkstēm un daudzveidību, kas 2010. gadā sagatavoja pētījumu, kurā secināts, ka, lai gan MIT centieni pieņemt darbā un paturēt mācībspēkus no nepietiekami pārstāvētām minoritāšu grupām pēdējos gados ir devuši zināmus panākumus, visā institūtā rezultāti ir nevienmērīgi. 2009.–2010. mācību gadā nepietiekami pārstāvētās minoritātes — melnādainie, spāņi un indiāņi — veidoja nedaudz vairāk par 6 procentiem no MIT mācībspēkiem, salīdzinot ar 4,5 procentiem 2000.–2001. gadā.

Lai gan viņas grafiks jau bija pārpildīts, Hemonda uzskatīja, ka, ja viņa neuzņemsies vadīt komiteju, šo mācībspēku balsis var netikt sadzirdētas. Komiteja sāka savu darbu neilgi pēc tam, kad melnādainais fakultātes loceklis Džeimss Šerlijs sarīkoja badastreiku, protestējot pret atteikumu ieņemt amatu — lēmums, viņaprāt, bija viņa rases dēļ. Hamonds uzskata, ka Šerlija lieta neatspoguļo lielāko daļu mazākumtautību fakultāšu pieredzes MIT. Tomēr MIT nav sava veida oāze, kurā nav problēmu saistībā ar rasi, viņa saka. Tā ir daudz sarežģītāka tēma. Man šķita, ka liela daļa sarežģīto mācībspēku, kas veica savu akadēmisko karjeru MIT, būtu pilnībā garām.

Lai gan MIT ir guvis panākumus mazākumtautību mācībspēku darbā pieņemšanā un saglabāšanā, Hamonds uzskata, ka var paveikt vairāk. Viņa saka, ka ir vietas, kur ar saskaņotu domu un piepūli to skaits varētu palielināties. Esmu redzējis nodaļu vadītājus, kuri ir ļoti gatavi to apskatīt un noskaidrot, vai viņi var izstrādāt risinājumus. Tas ir tas, ko mēs darām — risinām problēmas.

Viņa arī konsultē mazākumtautību studentus viens pret vienu gan formāli, izmantojot MIT akadēmisko konsultāciju programmu, gan neformāli ar studentiem, kuri viņu meklē. Tas ir laikietilpīgi, bet man šķiet, ka tas ir jādara, saka Hamonds, kura dēls ir Ziemeļaustrumu universitātes juniors. Jūs pie tā pierodat un zināt, ka tā ir daļa no nākamās paaudzes virzības uz priekšu.

18:00

Kad viņa pārnāk mājās no MIT, Hamonda atpūšas, gatavojot vakariņas un ēdot kopā ar savu vīru Kārmonu Kaningemu, mārketinga stratēģi, kurš kļuva par mazā uzņēmuma īpašnieku. Pēc tam viņa gatavojas vēl dažām darba stundām, nodarbojoties ar lietām, kuras dienas laikā bieži tiek ignorētas: lasot žurnālus, atbildot uz e-pastiem un izlemjot, kam pievērsties turpmākajās nedēļās. Plānojot savas dienas, Hemonda cenšas ieplānot atklātus laika blokus, lai noskaidrotu mulsinošos laboratorijas rezultātus, plānotu jaunus projektus un rakstītu zinātniskus rakstus. Tas ir mans veids, kā saglabāt veselo saprātu, viņa saka.

Noteiktā dienā Paulai tiek lūgts izdarīt daudzas lietas, tāpēc viņai ir jāsaka nē, saka Roberts Koens, ķīmijas inženierijas profesors, kurš mācīja Hamondu kā maģistrantu un tagad laiku pa laikam sadarbojas ar viņu. Viņa domā par to, kur viņai var būt vislielākā ietekme — ne vienmēr savā labā, bet gan kopumā. Paula zina, kā izdarīt izvēli, un tad viņa pilnīgi visu savu laiku un enerģiju velta lietām, pie kurām izvēlas strādāt.

Izvēlējusies strādāt pie vēža izārstēšanas, tīrākas enerģijas izstrādes un kalpošanas MIT, Hamonda rezumē savu stratēģiju, lai to visu iekļautu: Uzziniet, kas ir svarīgi, un koncentrējieties uz to, kā arī atrodiet veidus, kā pēc iespējas vairāk atvieglot visu pārējo.

paslēpties