DOE's Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) heeft ongeveer $ 4,3 miljoen aan DOE Office of Science-financiering ontvangen, meer dan drie jaar, een beter begrip ontwikkelen van de rol van plasma bij de synthese van nanodeeltjes. dergelijke deeltjes, die worden gemeten in miljardsten van een meter, worden gewaardeerd om hun gebruik in alles, van golfclubs en badkleding tot microchips, verf en farmaceutische producten. Ze hebben ook potentieel brede toepassingen bij de ontwikkeling van nieuwe energietechnologieën.

"Plasma wordt veel gebruikt als hulpmiddel voor het produceren van nanodeeltjes, maar er is geen diep begrip van de rol die plasma speelt in dit proces, " zei natuurkundige Yevgeny Raitses, de hoofdonderzoeker van het project. "Ons doel is om een ​​begrip te ontwikkelen dat kan leiden tot een verbeterde synthese van deze deeltjes."

De nieuwe fondsen zullen het onderzoek uitbreiden in een nanotechnologielaboratorium dat PPPL in 2012 lanceerde met PPPL Laboratory Directed Research and Development (LDRD)-fondsen. De faciliteit bestudeert de complexe interacties die optreden wanneer hete, elektrisch geladen plasmagas wordt gebruikt als synthetiserend middel om materiaal zoals koolstof nanontubes te produceren - items die tienduizenden keren dunner zijn dan een mensenhaar, maar sterker dan staal op een ounce-per-ounce basis. Deze interacties moeten nauwkeurig worden gecontroleerd om de kwaliteit en zuiverheid van dergelijk materiaal te waarborgen.

Veel medewerkers werkten aan het financieringsvoorstel voor het nieuwe onderzoek. Belangrijke bijdragen waren onder meer natuurkundigen Igor Kaganovich en Brent Stratton, die de plasmatheorie en diagnostische secties van het voorstel leidde, respectievelijk, en zal deze projectgebieden blijven leiden. Ook essentieel waren natuurkundigen Edward Startsev en Benoit LeBlanc, die aan de theorie en diagnostische delen van het voorstel hebben gewerkt, respectievelijk, en natuurkundige Andrei Khodak, die hebben bijgedragen aan computermodellering.

Belangrijke samenwerking kwam ook van Predrag Krstic, een professor in het Institute for Advanced Computational Science aan de Stony Brook University, en Mikhail Shneider, een senior onderzoeker bij de afdeling Mechanische en Ruimtevaart van de Princeton University. Krstic is een expert op het gebied van atomistische computermodellering van materialen; Shneider heeft nieuwe laserdiagnostiek uitgevonden voor plasmatoepassingen.

Belangrijke bijdragen zijn ook Bruce Koel, een Princeton-professor chemische en biologische engineering, wie helpt bij het karakteriseren van nanomaterialen die afkomstig zijn uit het PPPL-laboratorium; Roberto auto, een Princeton hoogleraar scheikunde die zal bijdragen aan de atomistische modellering; Michaël Keidar, een professor in engineering aan de George Washington University en een expert op het gebied van plasma-nanotechnologie; en Mohan Sankaran, een universitair hoofddocent chemische technologie aan de Case Western Reserve University en een expert op het gebied van de op plasma gebaseerde synthese van nanodeeltjes.

Philip Efthimion, hoofd van de afdeling Plasma Science and Technology bij PPPL, begeleidde en ondersteunde het financieringsvoorstel. Olga Tishinin, een PPPL-budgetanalist en P&C Officer, bood ook belangrijke ondersteuning. "Ze heeft uitstekend werk geleverd door dit multi-institutionele team te helpen bij het plannen van een budgetaanvraag en het doen van al het papierwerk met betrekking tot het voorstel, ', zegt Raits.

Bij de bespreking van het nieuwe onderzoek, PPPL-directeur Stewart Prager merkte op dat, "De synthese van nanodeeltjes is een uitdagend en opwindend veld met brede toepassingen. Dit project combineert onze expertise in plasmawetenschap met de materiaalwetenschappelijke mogelijkheden van Princeton University en andere instellingen."

Het uitgebreide onderzoek "past precies in onze kerncompetentie, " zei Adam Cohen, PPPL adjunct-directeur voor operaties, die samenwerkte met Prager om de eerste ontwikkeling van het nanolaboratorium te verdedigen, die werd samengesteld onder begeleiding van ingenieur Charles Gentile, en de nieuwe financiering. "We hebben kennis van plasma opgedaan door ons fusieonderzoek, "Cohen zei, "en dit stelt ons in staat om uit te groeien tot een geheel nieuwe onderzoekskans."