Center of Excellence i nanoteknik

Center of Excellence vid AIT
Nano center front view.JPG
CoEN @ AIT
Motto Det finns ingen himmel som begränsar oss på botten
Typ Kompetenscentrum
Begåvning NANOTEC, NSTDA
Direktör Prof. Louis G. Horniyak
Akademisk personal
 6
Administrativ personal
 5
Studenter 23
Forskarutbildade 23
11
Plats
Klong Luang, Bangkok
,
Pathum Thani
,
Thailand

Koordinater :
Campus Förorts
Hemsida http://www.nano.ait.asia
CoEN at AIT logo

Centre of Excellence (CoE) inom nanoteknik ligger inne på Asian Institute of Technologys campus. Det är ett av de åtta excellenscentra i Thailand .

CoEN vid AIT handlar om tillämpad forskning och forskarutbildning inom nanoteknik . Det förenande konceptet i centrets forskningsverksamhet är att använda billiga våtkemiska metoder för att tillverka innovativa material och futuristiska anordningskomponenter. Nuvarande forskningsaktiviteter vid CoEN fokuserar på färgsensibiliserade solceller, piezotroniska enheter, gassensorer, biodiagnostiska verktyg, specifika mikrobiella sensorer, tungmetalljonsensorer för avloppsvatten, miljöreducering genom fotokatalys av synligt ljus, skakning av nanopartiklar , och lager-för-lager tillväxt från kolloidala partiklar , bland annat. Masterprogrammet lanserade nanoteknik 2009. Centret har över 30 medlemmar från 10 länder som bedriver tvärvetenskaplig forskning inom nanoteknik.

Anmärkningsvärda internationella samarbeten är med: State University of New York, Buffalo, USA; SN Bose National Center for Basic Science, Indien; Center of Photoelectrochemical Energy, Korea University , Jochiwon, Sydkorea; Center for Nanobioscience, Agharkar Institute, Indien; Laboratoriet för oorganiska material, Kungliga Tekniska Högskolan, Stockholm, Sverige; Swiss Federal Institute of Technology , Schweiz; Uppsala universitet, Sverige; University of Quebec , Kanada; Leibniz Institute of New Materials, Tyskland; University of California , Berkeley, USA; och Griffith University , Australien.

Historia

Prof. Joydeep Dutta, direktör, CoEN

Centre of Excellence in Nanotechnology lanserades 2006 för att åtgärda bristen på forskningsanläggningar i Thailand. Aktiviteterna inkluderar gemensam forskning med lokala och internationella universitet och institut, utbildningspersonal inom området nanoteknik, tekniköverföring och främjande av allmänhetens och industriella medvetenhet om nanoteknik. Detta center tillhandahåller en internationell plattform för akademiker och forskare från Thailand, AIT och industrin.

I Thailand finns det för närvarande 8 Centers of Excellence under Thailand National Nanotechnology Center : NANOTEC: CoE Kasetsert University, Bangkok; CoE Chulalongkorn University , Bangkok; CoE King Mongkut Institute of Technology Ladkrabang, Bangkok; CoE Mahidol University , Bangkok; CoE Asian Institute of Technology , Pathum Thani ; CoE Prince of Songkhla University , Phuket ; CoE Khon Kaen University , Khon Kaen ; och CoE Chiang Mai University , Chiang Mai .

Centre of Excellence in Nanotechnology vid AIT inrättades tillsammans med National Nanotechnology Center , Thailand av NSTDA, vid Asian Institute of Technology campus, Thailand. Enligt avtalet stödjer AIT och NANOTEC centret gemensamt. Några fakulteter vid AIT gick samman för att föreslå att detta centrum skulle etableras i institutet. Fakulteterna kom från alla tre skolorna och de grundande medlemmarna var: Prof. Joydeep Dutta, Prof. W. Kanok-Nukulchai, Dr. Oleg Shipin, sena Dr. N. Coowanitwong, Dr. M. Parnichkun, Dr. Mousa M. Nazhad, Dr. S. Venkatesh och Dr. P. Herabat. Ett fåtal rum i Chalarm Prakiat-byggnaden vid Asian Institute of Technology avsattes för dess drift. Inledningsvis, på grund av bristen på tillräckliga medel, hade centret svårt att starta verksamheten. Prof. Joydeep Dutta, CoEN-direktör, minns: "Jag brukade få glas och muggar från mitt hus för att uppfylla elevernas krav på glasvaror i labbet." Under åren blev centret fullt av ny utrustning som kom in och fler forskare anslöt sig till nano-teamet. Så småningom i september 2009 flyttades centret officiellt till Outreach-byggnaden.

Den 8 september 2009 invigdes en toppmodern anläggning vid Center of Excellence in Nanotechnology vid AIT gemensamt av Prof. Said Irandoust, AIT-president, och Dr. Paritud Bhandhubanyong, direktör, National Metal and Materials Technology Center. Labbet fick allt större utrymme och var mer fritt för besökarna utifrån.

Administrering

Asian Institute of Technology styr den administrativa verksamheten vid Center of Excellence in Nanotechnology. Prof. Joydeep Dutta, är chef för CoEN.

Campus

Faciliteterna för studenter i AIT delas med centrets forskare. Dessa inkluderar sportanläggningar som fotbollsplaner , tennisbanor, badminton, volleyboll, basketplaner, en pool och en golfbana . Ett tvåvåningsbibliotek är tillgängligt för alla medlemmar i AIT.

Akademiker

Doktorandforskning i nanoteknik har pågått sedan 2003. Men masterprogrammet i nanoteknik vid AIT lanserades nyligen i augusti 2009. Det har väckt stort intresse bland studenter över hela Asien. Programmet är öppet för kandidater med civilingenjör ( elektrisk , kemi , mekanisk , industri , telekommunikation, datateknik , elektronik och instrumentering ) samt kandidatexamen ( fysik och kemi ).

Väsentliga egenskaper hos AIT:s nanoteknikutbildning är: programmatisk balans; applikationer för bearbetning av nanostrukturegenskaper (PNPA); tvärvetenskaplighet; vetenskap (inklusive biologi) och teknik; integrerad klassrum-labb erfarenhet; praktiska experiment och användning av instrumentering; läroplan kopplat till ansökningar; balans mellan teori och praktik (industriella behov); och innehåll som tar upp samhällspåverkan: allmän säkerhet, etik och medvetenhet.

Kurser som erbjuds

Syftet med det "integrerade masterprogrammet i nanoteknik" är att ta itu med 2000-talets kunskapsbaserade industrier som kommer att kräva kontinuerlig utveckling av sin arbetskraft inom detta nya område samt en tekniskt uppdaterad ledning. Nanoteknikkursen är utformad på ett sådant sätt att studenter från olika discipliner lätt kan sätta sig in i ämnet. Prof. Dutta, direktör, CoeN vid AIT, och Prof. G. Louis Hornyak, gästfakulteten, undervisar studenter med olika bakgrunder som materialvetenskap , kemi, fysik, jordbruk etc. Masterprogrammet i nanoteknologi är utformat för att vara multidisciplinärt områden som:

Listan över de kurser som erbjuds under Skola eller en kurs på institutnivå: School of Engineering and Technology och Area/Field of Study: Nanotechnology in AIT-webbplatsen ges nedan:

Forskning

Optiska foton av guld NP:er mellan 10 – 24 nm i storlek

Center of Excellence in Nanotechnology har förvärvat synteserfarenhet av nanopartiklar genom reaktiva utfällningstekniker. Nanopartiklar av guld, silver, platina, palladium, zinksulfid, zinkoxid och kiseldioxid syntetiseras regelbundet i centrum för en mängd olika applikationer. Centrets plattformsteknik kan diskuteras enligt följande:

Mikrofotografier av Au & Ag NPs. (a) Au10, (b) Au25, (c)Auai, (d) Ag10, (e) Ag25 och (f) Agai

Forskningsinsatserna i AIT-centret är i stort sett indelade i tre grupper:

Det primära syftet med centret är att söka tillämpningar av nanopartiklar. Forskningsarbetet har sträckt sig till nanotrådar och ett omfattande arbete bedrivs, framför allt inom miljöapplikationen och energiutvinningssidan för applicering av nanotrådar på zinkoxid. Den kompetens som uppnåtts vid CoEN i AIT har främst varit i syntesen av metallnanopartiklar som guld, silver, platina och palladium, och zinkföreningar nämligen zinkoxid och zinksulfid. En del ytterligare arbete med utvecklingen av titandioxid av sol-gel- typ har också ägt rum. Dopning av halvledarnanopartiklar och studier om defektkonstruktion av metalloxider har varit ett annat nyckelområde för forskning vid centret med målsättningen att tillämpa det mervärde som erhålls från defektkonstruktion till vissa applikationer.

Syntes av nanopartiklar

De olika metoderna som används för att syntetisera nanopartiklar av guld, silver, zinksulfid, zinkoxid, kiseldioxid bland annat ges kortfattat nedan:

TEM-mikrofotografier av NP syntetiserade i (A) isopropanol, (B) metonal och (C) etanol

Guld nanopartiklar

I allmänhet syntetiseras guldnanopartiklar i vattenlösningar genom reduktion av väte-tetrakloroaurat (HAuCl 4 ). För att förhindra att de så bildade partiklarna aggregerar, tillsätts ofta stabiliseringsmedel. Under processen reducerar tri-natriumcitrat guldsaltet till metalliska guldpartiklar, som fungerar som frön för kontinuerlig tillväxt.

Silver nanopartiklar

(A) HRTEM-bild som visar ZnS:Mn2+ NPs av storlek mellan 4 och 6 nm. Kristalliter är runt 2 till 3 nm. (B) Snabb Fourier-transformering gjord på den kvadratiska arean (C) Partikelstorleksfördelning (100 partiklar provtagna)

Silvernanopartiklarna syntetiseras genom kemisk reduktion av silvernitrat . Det reducerande reagenset som används för syntes av silvernanopartiklar liknar Turkevitch-metoden, dvs med användning av trinatriumcitrat. Efter skapandet av nanopartikelkolloid, för att öka viskositeten för att spruta bläcket, tillsätts polymerer som kitosan, polyvinylalkohol (PVA) och polyetylenglykol (PEG) för att stabilisera lösningen.

ZnS nanopartiklar

CS-vy av ZnO NRs odlade genom hydrotermiska processer för olika tider

Den organometalliska syntesen av ZnS:Mn 2+ nanopartiklar som utvecklats liknar den metod som beskrivs av Bhargava et al.

ZnO nanopartiklar

ZnO-nanopartiklar syntetiseras i tre olika lösningsmedel och deras optiska absorptioner studeras för att bestämma i vilket lösningsmedel nanopartiklarna absorberar maximalt synligt ljus i det optiska bandet mellan 400 nm och 700 nm. Nanopartiklarna som syntetiserades i olika lösningsmedel (isopropanol, metanol och etanol) med standardmetoderna som förklaras i det experimentella avsnittet gav nanopartiklar som är nästan jämförbara i storlek (5 till 7 nm).

Kiseldioxid nanopartiklar

Kiselnanopartiklar kan syntetiseras med sol-gel-metoden – Stöber et al. publicerade en process för att syntetisera kiseldioxidpartiklar genom hydrolys av tetraetylortosilikat (TEOS) i etanollösning – som katalyseras av ammoniak (NH 3 ). Monodispergerade kiseldioxidsfärer kan uppnås genom hydrolys och kondensation av alkoxidkisel med följande metoder:

Hydrolys: för att bilda silanolgrupper

Si(OR)
4 + H2O
→ Si(OH)
4 + 4(R-OH)

Kondensation: för att bilda siloxambryggor

2Si(OH)
4 → 2(Si-O-Si) +
4H2O
SEM-mikrofotografier som visar de anisotropa ZnO NP:erna

ZnO kan syntetiseras till olika nya strukturer på grund av lös packning av tetraedriska strukturer, olika jonradier av Zn 2+ (74 pico m) och O 2− (140 pico m). Detta orsakar stora öppna utrymmen inuti den hexagonala ZnO-strukturen och gör det möjligt att kontrollera formen på nanostrukturerade partiklar. Tillväxten av ZnO-strukturer beror på olika förhållanden, till exempel lösningsmedlets pH, temperatur, tillväxtens varaktighet samt lösningsmedlets natur.

TEM-bilder av SiO 2 NP syntetiserade med Stoeber-metoden
TEM mikrorafer som visar de kiseldioxidbelagda anisotropa ZnO NP:erna

Förutom koncentrationseffekt på partikelstorlek kan det också påverka partikelformen. En studie av Masuda et al., som syntetiserar ZnO nanopartiklar från zinkacetat [Zn(CH 3 COO) 2 ] och ammoniakprekursorer, visar att morfologin hos ZnO-kristaller kontrollerades av förhållandet mellan ammoniak och zinkacetat NH 3 :Zn. Detta ändrar övermättnadspunkten för kristallisation. Reaktionen visas i figur .

Zinkacetat-[Zn(CH3COO ) 2 ] -lösning framställs i etanol under kraftig omrörning tills zinkacetat är upplöst i etanol vid en temperatur av cirka 50 °C. Sedan tillsätts etanol och omrörs kontinuerligt under en temperatur på cirka 80 °C i en halvtimme. Därefter kyls lösningen under rumstemperatur. NaOH i etanollösning framställs genom kraftig omrörning vid 50 °C och tillsätts sedan till framställt zinkacetat i etanol vid rumstemperatur. Efter det läggs ZnO-frön i hexametylentetramin (HMT) lösning, vanligen kallad hexamin, för tillväxtprocessen. Hexamin är vattenlöslig kemikalie och tillväxtprocessen kan göras i temperaturområdet 55–95 °C. Efter att ZnO nanopatilces har odlats till önskad form, kommer partiklarna att beläggas med kiseldioxidpartiklar med hjälp av Stoeber-metoden. Processen utförs i ammoniakkatalyserad reaktion av TEOS i etanol-vattenlösning. Polyvinylpyrrolidon (PVP) kan eventuellt tillsättas för stabiliseringsändamål. Hydrolysreaktion initieras för att bilda silikananopartiklar belagda på ZnO-nanopartiklar.

ZnO Nanorods

Centret studerar hydrotermisk tillväxtprocess för ZnO nanorods under de senaste åren. En typisk process utfördes i ett förseglat kemiskt bad innehållande en ekvimolär lösning av zinknitrathexahydrat och hexametylentetramin vid en temperatur av 95 °C under en period av upp till 20 timmar. Tjockleken och längden på nanotrådarna kan kontrolleras genom att använda olika koncentrationer av startreaktanterna och tillväxtlängder. Ett 0,5 mM kemiskt bad gav nanotrådar med en medeldiameter på cirka 50 nm medan ett 25 mM bad resulterade i trådar med en tjocklek på upp till cirka 1 μm. Trådarnas längd beror både på koncentrationen av prekursorlösningen samt tillväxtlängden, och på 20 timmar kan nanotrådar så långa som 10 μm odlas.

Detta center har stor erfarenhet av tillverkning av ZnO nanorods, nanotrådar och nanorör. ZnO nanoplattor som nu används för specifika tillämpningar. Vi har skaffat oss betydande expertis under de senaste åren om kontroll av bildförhållandet och avståndet mellan ZnO nanorods. Nyligen användes bläckstråleutskrift för att göra arrayer av ZnO nanorods.5

Nyheter

augusti 2010

Introducerar den yngre generationen till nanoteknologins fascinerande värld

9 augusti 2010: National Science and Technology Fair 2010 (NSTF 2010):

Center of Excellence in Nanotechnology vid AIT engagerade sig aktivt i att designa och konceptualisera Nanotechnology Pavilion på National Science and Technology Fair 2010 som hölls fram till 22 augusti 2010 i Bangkok International Trade and Exhibition Centre (BITEC), Bang-na, Bangkok.

Med årets slogan "Mot ett bättre samhälle med vetenskap och teknik" invigdes National Science and Technology Fair 2010 formellt av Dr. Virachai Virameteekul, minister för vetenskap och teknik, Thailand, den 7 augusti 2010. Mässan täckte en total yta på 42 000 kvadratmeter vid Bangkok International Trade and Exhibition Centre (BITEC), Bang-na, Bangkok. Med 7 ministerier, 11 privata företag, 5 stora vetenskapsföreningar och 30 byråer från olika universitet som deltar från Thailand och mer än 10 byråer som deltar från utlandet, är det den största vetenskaps- och teknikmässan som hålls i Thailand. Omkring en miljon besökare, främst bestående av skol- och universitetsstudenter från olika delar av landet, förväntas besöka mässan till dess sista dag den 22 augusti 2010.

Prof Joydeep Dutta, chef för CoEN vid AIT och nuvarande vicepresident för akademiska frågor, AIT (till vänster) tillsammans med Dr. Pichai Sonchaeng, president för National Science Museum of Thailand (mitten) och Dr. Virachai Virameteekul, minister för vetenskap och teknik, regeringen of Thailand (höger) på National Science and Technology Fair 2010

Deltagarna kategoriserades i 9 utställnings- och aktivitetssektioner, nämligen Royal Pavilion, Ministry Pavilion, International Pavilion, University Pavilion, Science Associations, Private Enterprises, Thematic Exhibition, Activity for Youth Zones och Akademisk konferens/seminarium/workshop.

Modell som visar snitt av NP:er med atomerna i linje i kristallen

Center of Excellence in Nanotechnology at AIT (CoEN at AIT), i samarbete med National Science Museum, Thailand, hjälpte till med att konceptualisera och designa Nanotechnology Pavilion som inrättats under avsnittet: Tematisk utställning. Utställningarna i paviljongen, av vilka många tillhandahålls av CoEN vid AIT, var designade för att introducera eleverna till en helt ny värld av nanoteknik genom enkla demonstrationer och praktiska aktiviteter. Barnen var upptagna med aktiviteter, som att göra sin egen C 60 fulleren (Bucky ball) modell med magnetiska legos, att försöka förstå förhållandet mellan yta och volym öka med storleksminimering med hjälp av byggstenar, leka med modeller som förklarar nanostrukturer etc. För den mer mogna publiken en mängd information i form av video för att förklara skalkonceptet och för att demonstrera ZnO-baserade gasolgassensorer etc. gavs på paviljongen.

Med den växande populariteten för nanoteknik i Thailand och, på många sätt, på grund av det aktiva engagemanget av prof. Joydeep Dutta, chefen för CoEN vid AIT och nuvarande vicepresident för AIT:s akademiska frågor, för att främja nanoteknikbaserad forskning i Thailand , det var inte konstigt att se studenter från olika skolor och högskolor intressera sig för, vad många tror är, framtidens teknik.

Publikationer

Under de senaste 6 åren har centrets medlemmar publicerat en hel del forskningsartiklar i olika tidskrifter. Det finns några böcker som släpptes 2008 och 2009. En lista över större publikationer från 2005 och framåt finns nedan:

Böcker

  •   G. Louis Hornyak, Joydeep Dutta, Harry F. Tibbals och Anil K. Rao, 2008, Introduction to NanoScience, CRC Press of Taylor and Francis Group LLC ( ISBN 14-2004-8058 )
  •   G. Louis Hornyak, Joydeep Dutta, John J. Moore och Harry F. Tibbals, 2009, Fundamentals of NanoTechnology, CRC Press of Taylor and Francis Group LLC ( ISBN 14-2004-8031 )
  •   G. Louis Hornyak, Joydeep Dutta, John J. Moore och Harry F. Tibbals, 2009, Introduction to Nanoscience & Nanotechnology, CRC Press of Taylor and Francis Group LLC ( ISBN 14-2004-7795 )

Bokkapitel

  • Nanopartikelapplikationer för miljökontroll och sanering,S. Baruah, Rungrot Kitsaboonloha, Myo Myint Zar och J. Dutta, Nanopartiklar: Synthesis, Characterization and Applications Redigerat av RS Chaughule och RV Ramanujan, American Scientific Publishers, Valencia, Kalifornien, USA, (2009), kapitel 12 (22 sidor), i Tryck
  • Nanotechnology for Agriculture, Food Systems and the Environment, S. Baruah, SL Ranamukhaarachchi och J. Dutta, The Age of Nanotechnology (2009), red. Nirmala Rao Khadpekar, ICFAI University Press, Hyderabad, Indien, under press
  • Nanomaterials for Energy Conversion Applications, V. Renugopalakrishnan, AM Kannan, S. Srinivasan, V. Thavasi, S. Ramakrishna, P. Li, A. Mershin, S. Filipek, A. Kumar, J. Dutta, A. Jaya, L Munukutla, S. Velumani och GF Audette, Nanomaterials for Energy Storage Applications, Ed. HS Nalwa, American Scientific Publishers, Stevens Ranch, CA, USA, Ch. 5, sidorna 155–178, 2008
  •   Pollution Treatment, Remediation, and Sensing, A. Sugunan och J. Dutta, Nanotechnology, Volym 2: Environmental Aspects (2008), Krug, Harald (red.), Wiley-VCH, Weinheim, Tyskland- ISBN 978-3-527- 31735-6 , sid. 125–146
  •   Nanotechnology for Agriculture and Food Systems- A view, H. Warad och J. Dutta, The Age of Nanotechnology (2007), sid 206–220, red. Nirmala Rao Khadpekar, The ICFAI University Press, Hyderabad, Indien ( ISBN 81-314-0828-0 )

Fritidscenter – A Little Nano Band

Med initiativ från en besökande fakultet till CoEN, Prof. Gabor L. Hornyak, Vice President, NanoThread, Inc., skapades ett litet band vid namn A little Nano Band . Med professor själv på bas eller piano, Bo Tay på rytmgitarr, Tanujjal Bora på trummor, Htet Kyaw på Tambourine och Ajaya Sapkota eller Mayuree Jaisai på sång, spelar bandet covers av låtar från 1960- talsklassiker till dagens popmusik. Institutionens kulturella mångfald gör det lättare för bandet att välja låtar från olika språk och spela den för en stor grupp lyssnare.

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Center_of_Excellence_in_Nanotechnology&oldid=1133099630 "