Un nouveau centre à l'Université Rice et à l'Université d'État de Pennsylvanie étudiera, en collaboration avec l'industrie, le développement de revêtements bidimensionnels de faible épaisseur pour une variété d'utilisations.

Le Centre des revêtements multifonctionnels atomiquement minces, alias ATOMIC, est l'un des plus de 80 centres du programme de recherche coopérative industrie/université créé par la National Science Foundation (NSF) pour encourager la collaboration scientifique entre les universités et l'industrie. C'est le seul centre NSF dédié au développement de revêtements 2D avancés.

L'objectif est d'identifier des matériaux de faible épaisseur qui résolvent les défis scientifiques et technologiques fondamentaux de la corrosion, oxydation, abrasion, friction, porter, conversion et stockage d'énergie. Les partenaires prévoient de développer des techniques pour la synthèse et le dépôt à grande échelle de revêtements multifonctionnels.

Les scientifiques des matériaux Jun Lou et Pulickel Ajayan dirigeront l'effort de Rice. Tous deux connaissent bien les matériaux bidimensionnels comme le graphène, le bisulfure de molybdène et le nitrure de bore, qui font l'objet de recherches mondiales. Ajayan est président et président associé Lou du département des sciences des matériaux et de la nano-ingénierie de l'université.

Les revêtements multifonctionnels protégeraient ce qu'ils recouvrent, mais aussi ajouter de la valeur en assumant des tâches supplémentaires, dit Lou. Par exemple, un revêtement qui protège l'intérieur d'un puits de production de pétrole de la corrosion pourrait également être un capteur qui pourrait détecter une éventuelle dégradation de la structure.

Les chercheurs voient des partenariats potentiels avec des fabricants dans le verre, polymère, automobile, électronique, infrastructures civiles et industries maritimes. Lou a dit que l'emplacement de Rice à Houston, le centre de l'économie énergétique du pays, le rendra plus pratique pour les collaborations avec les sociétés pétrolières et gazières intéressées par le développement de nouveaux revêtements antifouling et anticorrosion.

Lou a qualifié l'importance économique des revêtements d'"étonnante" et a déclaré que même des progrès incrémentiels auront un impact majeur.

"Il y a trois caractéristiques importantes pour moi, " dit Lou. " La première, c'est que c'est axé sur l'industrie. Nous travaillons déjà sur des problèmes fondamentaux, mais le centre nous donnera accès à des partenaires de l'industrie qui nous tiendront au courant des applications les plus importantes pour eux.

"Le deuxième est le transfert de technologie. Nous allons développer une technologie qui, nous l'espérons, pourra être utilisée directement dans leurs applications réelles.

"Le troisième est le flux de main-d'œuvre, ", a-t-il déclaré. "Nos étudiants travailleront directement avec des chercheurs de l'industrie, donc à la fin ils se familiariseront avec les processus des entreprises et pourront être rapidement recrutés."

Ajayan a déclaré que la renommée de Rice dans le domaine de la science des matériaux en faisait un élément naturel pour un tel centre. "Nous collaborons avec Penn State depuis des années et avons été parmi les premiers groupes à commencer à travailler sur des matériaux 2D, " a-t-il dit. " Mais alors que beaucoup de gens enquêtaient sur des choses comme le graphène, Je pense que nous avons été les premiers à faire de la recherche orientée vers les applications."

« Ce centre est une combinaison de fondamentaux, recherche universitaire avec la technologie d'un consortium d'entreprises intéressées à résoudre des problèmes du monde réel impliquant les régions de surface et proches de la surface des composants, " dit Edwin " Ned " Thomas, le doyen William et Stephanie Sick de la George R. Brown School of Engineering de Rice et un scientifique des matériaux. « Tout, du traitement de l'intérieur des tuyaux pour minimiser l'érosion/la corrosion à l'amélioration des capacités de transfert de chaleur des surfaces chaudes impliquées dans les réactions à haute température, est sur notre radar. »

La NSF contribue au financement de démarrage sur une phase initiale de cinq ans pour encourager les partenariats à long terme entre l'industrie, les universités et le gouvernement. Les membres mettent leurs fonds en commun pour mener des recherches préconcurrentielles au profit d'industries entières.

Ajayan est le professeur Benjamin M. et Mary Greenwood Anderson de Rice en ingénierie et professeur de science des matériaux, de nano-ingénierie et de chimie. Lou est professeur de science des matériaux et de nano-ingénierie. Mauricio Terrones, professeur de physique, professeur de chimie et professeur de science et génie des matériaux, et Josué Robinson, professeur adjoint de science et d'ingénierie des matériaux et membre de la faculté Corning, dirigera le centre ATOMIC à Penn State.