辛格纳米技术中心成立10周年

今年是辛格纳米技术中心成立10周年，该建筑以其光滑的几何形状和所有参与其开发的人对细节的一丝不苟的关注，体现了尖端科学研究。

这座标志性的玻璃覆盖、悬臂式 78,000 平方英尺的建筑不仅被许多人誉为宾夕法尼亚大学而且是费城的建筑瑰宝，坐落在物质结构研究实验室和大卫里滕豪斯实验室之间在校园的东部边缘。这也是宾夕法尼亚大学两所学校之间的第一座合作建筑：工程与应用科学学院和艺术与科学学院。

在过去的十年中，该中心向学生、学者、行业专业人士以及更多寻求该设施最先进设备的人敞开了大门，这些设备旨在服务于两个高精度目标：建造和测量。

功能指导形式：规划阶段

宾夕法尼亚大学工程学院名誉院长爱德华多·格兰特（Eduardo Glandt）在建立标志性建筑方面发挥了至关重要的作用。他开玩笑说，他确实在这座耗资9300万美元的中心建设的底层，他领导了获得资金、物色教职员工以及与建筑师会面以实现梦想的冲锋陷阵。Glandt回忆说，找到合适的建筑师并非易事，他说：“对设计师的要求很高。因此，我们联系了大约 10 家不同的公司，我们不得不前往赫尔辛基、东京和巴塞尔寻找合适的人选，以应对挑战。

最终，适合这项任务的公司比预期的更接近：Weiss/Manfredi，一家由宾夕法尼亚大学韦茨曼设计学院格雷厄姆建筑实践教授Marion Weiss共同创立的公司。

格兰特解释说，辛格中心的设计具有独特的U形，是出于必要而诞生的，因为它需要与现有的爱迪生大厦无缝集成。后来，曾经是辛格中心建筑群不可分割的一部分的爱迪生大厦将被夷为平地，这片土地变成了一个花园，为景观增添了另一层宁静。

该中心独特的琥珀色玻璃将公共空间与光刻区隔开，光线将设计印在材料上，以阻挡紫外线污染。图片来源：Weiss/Manfredi

建筑师面临的另一组重要限制是内部环境需要原始：没有振动以容纳表征设施中的电子显微镜，并且没有制造室中使用的某些紫外线。后者导致了另一个独特的标识符，即建筑物的万寿菊装饰。

Glandt指出，将公共区域与光刻活动分开的玻璃是琥珀色的，光刻活动本质上是利用光将图案转移到材料上，以防止紫外线污染。“建筑师在这种限制下运行，并将其用作室内主题，”Glandt说。“看到他们能够做些什么，以及这如何赋予建筑如此独特的外观，真是令人难以置信。”

Glandt还对该建筑的美学表示钦佩，并认为这是该中心多年来成功的重要组成部分。

“美往往会吸引美，我认为该中心在很多方面都象征着这一点，”他说。在开放之前，格兰特和其他人努力重新铺设托尼·史密斯（Tony Smith）的《我们迷失了》（We Lost），这是一座曾经位于学院绿地上的著名雕塑，因为他们知道它的立方几何形状将极大地补充该中心的几何形状。

在此之后，社区成员伸出援手，建议并提供更多艺术品在中心展出，其中之一包括一些第一批显微镜艺术照片。这组照片可以在电子显微镜设施的入口处看到。格兰特还指出，建筑师们在他们的效果图中添加了《我们迷失 了》，并回忆说，当他在招聘期间向科学总监马克·艾伦（Mark Allen）展示这些计划时，艾伦惊叹于制造实验室的艺术概念。

创新中心

艾伦说，在过去的10年里，他亲眼目睹了该中心的设施在众多项目中发挥了重要作用。从在分子尺度上开创靶向癌细胞的药物递送机制，到配制节能电池和下一代半导体，该中心的多学科方法一直是一种优势，使来自不同学科的研究人员能够聚集在一个空间中。虽然辛格中心最初是宾夕法尼亚大学工程学院和艺术与科学学院的合资企业，但科学总监马克·艾伦（Mark Allen）表示，它也被证明对佩雷尔曼医学院、韦茨曼设计学院以及牙科医学院和兽医学院的研究人员有用。

“这是一个相当紧密的合作纽带，我相信这是创新的本质，”艾伦说，他也是宾夕法尼亚大学工程学院的阿尔弗雷德·菲特勒·摩尔教授。“我们的精神围绕着融合不同的研究领域，推动可以想象的界限，幸运的是，我们看到这发生在纳米技术的激动人心的时刻。

在回顾中心的发展以及吸引人们的原因时，艾伦说：“相关院长的努力对我们实现科学目标非常有帮助。

艾伦称赞现任院长，工程学院的Vijay Kumar和艺术与科学学院的Steven J. Fluharty，他们通过支持雇用纳米世界具有不同背景的教师的举措，在扩大中心的能力方面发挥了重要作用。

“辛格中心在许多应用中推动了纳米和微米尺度的革命性进步，”Nemirovsky 家族院长 Kumar 说。“这包括新型微机电系统，发明新的催化剂和储存技术以应对气候变化，以及开发用于医疗保健的新型生物材料和药物输送系统。

心理学、药理学和神经科学系主任兼小托马斯·盖茨（Thomas S. Gates， Jr.）教授Fluharty补充说，该中心体现了一种合作精神，在过去十年中，这种精神为广泛研究领域的重大进步铺平了道路。

“我们的一个研究团队利用该中心最先进的工具和材料开发了一种新的药物输送装置，可以运输微粒对抗心血管流动，另一个小组创造了图案化光电极，利用阳光将二氧化碳转化为能量密集的化学燃料——这只是我们看到的创新工作的两个例子，“他说。我期待在未来的岁月里有更多令人兴奋的发现。

辛格中心副主任兼业务运营总监杰拉尔德·洛佩兹（Gerald Lopez）补充说，在艾伦的领导下，该设施一直处于研究的最前沿，拥有1000多篇科学出版物，使200多年的工作年成为可能，并被加冕为中大西洋纳米技术中心。

帮助塑造纳米技术的未来

艾伦指出，在过去的几年里，纳米技术经历了一个激动人心的时刻，他引用了 2022 年《芯片和科学法案》是对该领域对现代生活和科学许多领域影响的认可，以及最近，2023 年诺贝尔化学奖是如何颁发给研究人员的，他们开创了一种将纳米晶体用于与光传输相关的一系列活动的方法。

Allen 解释了该中心如何通过降低该领域一些最复杂的加工工具的进入门槛来激励下一代纳米技术从业者。

“该中心已经真正成为一个欢迎有想法的人的试验台。我们提供了一个环境，教授和培养挑战这些想法的实践，并可能利用这些信息来构建一些东西，“他说。“我们将继续与费城及其周边地区的其他机构合作，如费城社区学院，让更多学生亲身体验将改变未来的尖端工具。”

这是一个特别有意义的伙伴关系，因为艾伦指出，许多大型半导体制造场所的就业劳动力高度多样化。

“大约50%是本科水平的工程师，通常是技术人员，也许25%是研究生学位，而另外四分之一的人要么没有大学学位，要么是副学士学位，因为各个级别都有需求。艾伦说。“因此，如果我们要开展有效的劳动力发展活动，我们需要在各个层面参与进来。我认为这是在辛格中心这样的地方所做的美妙的事情之一。

研讨会、研讨会和外展计划一直是主要活动，受欢迎的举措侧重于向 K-12 学生灌输对 STEM 的热爱。近年来，该中心吸引了来自世界各地的一系列受人尊敬的演讲者，包括古巴代表团成员，如核物理学家菲德尔·卡斯特罗·迪亚兹-巴拉特;著名演员和科学爱好者威廉·夏特纳（William Shatner）;著名物理学家、美国光学学会前主席、斯坦福大学的托尼·海因茨;哈佛大学化学家、2022 年卡夫利奖得主乔治·怀特塞德;以及美国商务部部长高级顾问J.D. Grom。他们的见解进一步丰富了该中心充满活力的学习环境。

展望未来，格兰特和艾伦充满了期待。“纳米技术在我们日常生活中的作用正在迅速发展，”艾伦说。“辛格中心拥有无与伦比的基础设施和充满活力的研究社区，旨在引领这一转型，我们很高兴看到接下来会发生什么，并继续分享我们即将发生的事情。”

马克·艾伦（Mark Allen）是宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania）工程与应用科学学院辛格中心（Singh Center）的科学主任和阿尔弗雷德·菲特勒·摩尔（Alfred Fitler Moore）教授。

爱德华多·格兰特（Eduardo Glandt）是宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院的Nemirovsky家族名誉院长。

Steven J. Fluharty是宾夕法尼亚大学艺术与科学学院院长，也是小托马斯·盖茨（Thomas S. Gates， Jr.）心理学、药理学和神经科学教授。

维杰·库马尔（Vijay Kumar）是涅米罗夫斯基家族的院长，也是宾夕法尼亚大学工程学院的教授。

杰拉尔德·洛佩兹（Gerald Lopez）是辛格纳米技术中心的副主任兼运营和业务发展总监。