Echtgenoot-onderzoekers Krishnan Venkatakrishnan en Bo Tan bewijzen dat goede dingen echt in kleine verpakkingen kunnen komen - vooral als het pakket een miljardste van een meter meet. Tan is een professor in lucht- en ruimtevaarttechniek, terwijl Venkatakrishnan een professor in mechanische en industriële techniek is. Het stel ontmoette elkaar tijdens het afronden van een doctoraatsstudie aan de Nanyang Technological University in Singapore, en vandaag delen ze een lab - en begeleiden ze studenten - bij Ryerson.

Persoonlijke relatie terzijde, waarom samenwerken met een hoogleraar werktuigbouwkunde als je eigen expertise op het gebied van lucht- en ruimtevaarttechniek ligt? Tan legt uit:"Het proces van het maken van een vliegtuig vereist veel disciplines - natuurkunde, elektrotechniek en werktuigbouwkunde, om er een paar op te noemen. Plus, [via multidisciplinaire partnerschappen], de toepassing van mijn onderzoek kan verder gaan dan de lucht- en ruimtevaartindustrie."

In 2008, zowel Tan als Venkatakrishnan ontvingen Early Researcher Awards van het Ontario Ministry of Research and Innovation voor hun werk in geavanceerd fabricageonderzoek. Tegenwoordig, de onderzoekers zijn gefocust op kleine entiteiten die nanostructuren worden genoemd. Deze vervaardigde configuraties van deeltjes, variërend in schaal van moleculair tot microscopisch, een relatief nieuw studiegebied vertegenwoordigen - zo nieuw in feite, dat theorieën die vandaag zijn ontwikkeld, binnen vijf jaar kunnen worden weerlegd.

"Onze onderzoeksinteresses vullen elkaar aan, " zegt Venkatakrishnan. "Mijn vrouw onderzoekt de fundamentele principes van nanostructuren, terwijl ik hun sollicitaties bekijk."

En er is veel om uit te kiezen. Bijvoorbeeld, Venkatakrishnan en Tan begonnen met het bestuderen van nanostructuren binnen micro-elektronica. Recenter, Hoewel, de onderzoekers zijn begonnen met het ontwikkelen van nanostructuren met behulp van verschillende materialen.

Een voorbeeld:het onderzoek van het paar naar op eierschalen gebaseerde nanostructuren - co-auteur met Ryerson-promovendus Amirhossein Tavangar - werd vorige maand gepubliceerd in de Journal of Nanobiotechnology. Maar eierschalen zijn niet de enige materialen die nanostructuren kunnen ondersteunen; botten en andere natuurlijke biomaterialen worden ook bestudeerd in het laboratorium van Venkatakrishnan en Tan.

Typisch, breekbare keramiek of harde polymeren worden gebruikt in chirurgie om gebroken, oude of door kanker beschadigde botten. Nanostructuren ingebed in echte botten, echter, bieden een betere oplossing en kunnen verslechterde of gefragmenteerde botten weer aan elkaar "lijmen". Via een biomedisch proces genaamd weefselsteiger, een poreuze, kunstmatig gemaakt materiaal wordt gebruikt om echt weefsel te simuleren en om de groei van nieuw bot in het lichaam te stimuleren - iets waartoe andere transplantatiematerialen beperkt zijn in hun vermogen.

Venkatakrishnan en Tan onderzoeken ook hoe nanostructuren de efficiëntie van zonnepanelen kunnen verbeteren. Door de hoeveelheid licht die door een zonnepaneel wordt gereflecteerd te verminderen, nanostructuren zullen het mogelijk maken meer zonne-energie om te zetten in elektriciteit.

Eindelijk, de onderzoekers onderzoeken het gebruik van nanostructuren bij het monitoren van de waterkwaliteit. Als sensoren fungeren, nanostructuren kunnen signalen genereren om de aanwezigheid van verontreinigingen in drinkwater aan te geven.

Daartoe, Venkatakrishnan zegt dat het bestuderen van de vele mogelijke toepassingen van nanostructuren niet erg ingewikkeld hoeft te zijn. "Andere onderzoekers gebruiken complexe processen en enorm dure apparatuur, maar in ons laboratorium, we gebruiken een eenvoudig concept en het kan op veel materialen worden toegepast."