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工程和化学教授获得波威奖,以丰富研究和成长

来自工程与计算机科学学院的机械与航空航天工程教授王叶青和来自艺术与科学学院的化学教授Davoud Mozhdehi被选为橡树岭联合大学(ORAU) 2020-2021年拉尔夫E. Powe青年教师增强奖的获得者。波威青年教师奖励计划提供资金,以丰富年轻教师的研究和专业成长。

这一奖项将为王的下一代复合材料防雷研究提供资金。

雷击产生的能量和它们可能造成的破坏都是重大的。在美国,飞机平均每年被雷击一次,雷击造成的损失占风电场保险索赔的23%以上。修理受损的飞机和涡轮叶片成本高昂,而且通常需要长时间停用。

Yeqing Wang portrait

Yeqing王

航空航天和风能行业依赖于碳/玻璃纤维增强聚合物基复合材料(CFRP)作为结构材料。这些复合材料可以具有较高的强度重量比和优异的耐腐蚀和疲劳性能,但它们的低导电性造成了安全耗散电的困难环境。

当闪电击中复合材料时,材料内部温度迅速上升。这最终会导致树脂蒸发、分层、基体开裂、纤维断裂以及强度、刚度和结构使用寿命的严重损失。

机械和航空航天工程教授王叶青(音)说:“这些部件在通电情况下工作不好。”闪电能对飞机产生电、热、磁和机械效应。

航空航天公司目前使用包裹在碳纤维复合材料周围的金属网来导电。网孔很重,增加了燃料消耗。一种轻量涂层或一种取代重金属网的新型复合材料可以显著降低燃料成本和修复网片与飞机之间粘结的成本。

王说:“通过我们的研究获得的理解,我们希望能够告诉制造商如何更好地保护风力涡轮机和飞机。”“我们将进行计算工作和测试,以确定复合材料的故障。”

为了模拟雷击对测试材料的影响,王将与密西西比州高压实验室和橡树岭国家实验室合作。

Wang说:“我们想观察损伤,并了解纤维断裂或其他损伤模式所消耗的能量。”“这里面有很多物理和力学元素。我们正在努力解开这个谜题。”

Davoud Mozhdehi portrait

达沃德Mozhdehi

Mozhdehi正在研究一种纳米颗粒,它可以“欺骗”自己进入大脑,从而产生一种新的药物输送方法。

作为大脑的守护者,血脑屏障(BBB)拒绝进入可导致感染的毒素和病原体,同时提供健康的营养物质。这种保护的另一面是,血脑屏障的作用可能太过出色——比如它阻断挽救生命的癌症药物。由于无法通过血脑屏障的治疗方法,脑癌通常采用侵入性手术而不是药物治疗,但雪城大学的研究人员正在努力改变这一现状。

Mozhdehi和他的合作者Shikha Nangia,工程和计算机科学学院生物医学和化学工程副教授,正在研究蛋白质claudin-5,它在血脑屏障中扮演着看门人的角色。Nangia已经鉴定出该蛋白中负责维持屏障特性的部分。Mozhdehi和博士生Shahadat Hossain希望通过将claudin-5的碎片附着在计算机设计的纳米粒子表面,创造出一种粒子,可以像特洛伊木马一样携带药物进入或穿过血脑屏障。在某种意义上,纳米颗粒用claudin-5片段伪装自己,以便与屏障蛋白的其余部分融合。

Mozhdehi说:“当附着在药物上的纳米颗粒到达血脑屏障时,它可以与屏障混合而不被发现。”“这就为药物进入大脑提供了‘通道’。”

Mozhdehi和Nangia都是雪城生物材料研究所的成员。跨学科教员工作组开发医疗设备和天然或合成生物材料,这些材料可以支持、增强或替代生物功能中受损的组织或骨骼。他们在这个项目上的应用研究符合该小组促进合作设计治疗人体的物质的使命。

在接下来的几个月里,Mozhdehi和Hossain将生产出纳米粒子,并在田纳西州的橡树岭国家实验室进行测试。在大流行之前,Hossain曾计划前往橡树岭,与ORNL的科学家朔钱博士一起工作,使用实验室强大的x光机来评估这种物质的稳定性。相反,实验室的合作者将进行实验并发回结果。Mozhdehi和Hossain随后将分析数据,并确定为下一阶段的实验研究设计纳米颗粒的可行性。

Mozhdehi的资助由ORAU资助,由艺术与科学学院和研究办公室配合。

2021-2022年拉尔夫·e·波伊青年教师奖励计划内部申请程序现在开始。全职助理教授可在最初任命的两年内申请。在雪城大学申请门户网站上查看更多关于内部竞争的细节。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.syr.edu/blog/2020/11/11/engineering-and-chemistry-professors-receive-powe-award-to-enrich-research-growth/