Markus J. Buehler

Markus J. Buehler
Buehler.jpg
Född 1977
Nationalitet amerikansk
Medborgarskap amerikansk
Alma mater

University of Stuttgart ( BS ) Michigan Technological University ( MS ) Max Planck Institute for Intelligent Systems & University of Stuttgart ( PhD )
Känd för Beräkningsmaterialvetenskap av biologiska material , inklusive: strukturella proteiner såsom kollagen, silke och amyloider, mellanliggande filament och syntetiska peptidmaterial; nanovetenskap och nanoteknik (kol och härledda nanomaterial); sonifiering och musikalisk komposition; vetenskapskonst
Utmärkelser Presidential Early Career Award for Scientists and Engineers (PECASE), Harold E. Edgerton Faculty Achievement Award, National Science Foundation CAREER Award, National Academy of Engineering-Frontiers in Engineering, Thomas JR Hughes Young Investigator Award (ASME), Rossiter W. Raymond Memorial Award (AIME), Sia Nemat-Nasser Award (ASME), Leonardo da Vinci Award (EMI), Stephen Brunauer Award (ACS), Alfred Noble Prize (ASCE), TMS Hardy Award, MRS Outstanding Young Investigator Award, Foresight Institute Feynman Prize (Teori), Clarivate Högt citerad forskare; ASME Drucker-medalj
Vetenskaplig karriär
Fält Materialvetenskap , Ingenjörsvetenskap , Maskinteknik , Biomekanik , Hållfasthetslära , Biologi , Nanovetenskap , Nanoteknik , Materiomik , Sonifiering , Komposition , Sonifiering , Klassisk musik
institutioner California Institute of Technology , Max Planck Institute for Metals Research , Massachusetts Institute of Technology
Doktorandrådgivare Huajian Gao

Markus J. Buehler är en amerikansk materialvetare och ingenjör vid Massachusetts Institute of Technology (MIT), där han innehar den begåvade McAfee Professorship of Engineering-stolen. Han är medlem av fakulteten vid MIT :s institution för civil- och miljöteknik, där han leder Laboratory for Atomistic and Molecular Mechanics (LAMM), och även medlem av MIT:s Center for Computational Science and Engineering (CCSE) i Schwarzman College of Computing . Hans stipendium spänner över vetenskap till konst, och han är också en kompositör av experimentell, klassisk och elektronisk musik, med ett intresse för sonifiering. Han har hållit flera TED-föreläsningar om sitt arbete.

Mellan 2013 och 2020 var han chef för institutionen för civil- och miljöteknik vid MIT. Hans forsknings- och undervisningsaktiviteter fokuserar på tillämpningen av ett beräkningsmaterialvetenskapligt tillvägagångssätt för att förstå funktionella materialegenskaper i biologiska och syntetiska material, specifikt inriktat på mekaniska egenskaper och nanokonstruktion av flerskaliga material.

Hans arbete omfattar materialvetenskap, ingenjörskonst, matematik och upprättandet av kopplingar mellan naturmaterial och konst genom användning av kategoriteori .

Han arbetar i gränssnittet mellan konst och vetenskap och är också en kompositör av musik med ett intresse för sonifiering, varvid han utvecklade en metod för att översätta materialstruktur till musikalisk form och vice versa, för att realisera en materialisering av ljudinformation i biomaterialproteindesign. Han utvecklade den materiella musikaliska kompositionstekniken.

År 2020 satte han patogenen av COVID-19 till musik, vilket exemplifierar ett förhållande mellan konst och vetenskap.

Utbildning och karriär

Innan han började på MIT 2005 var han chef för multiscale modellering och mjukvaruintegration vid Caltechs material- och processsimuleringscenter vid avdelningen för kemi och kemiteknik. Han fick en Ph.D. i kemi från University of Stuttgart och Max Planck Institute for Metals Research efter att ha erhållit en MS i Engineering Mechanics från Michigan Tech , och grundstudier i kemi- och processteknik vid University of Stuttgart .

Forskning

Buehler har en bakgrund inom materialvetenskap , ingenjörsvetenskap och tillämpad mekanik . Buehlers forskning fokuserar på bottom-up-simulering av strukturella och mekaniska egenskaper hos biologiska, bioinspirerade och syntetiska material över flera skalor, med ett specifikt fokus på materialfel ur ett nanoskala och molekylärt perspektiv, och på att utveckla en grundläggande förståelse för hur funktionella materialegenskaper är skapade i naturliga, biologiska och syntetiska material. Han är mest känd för användningen av enkla beräkningsmodeller för att förklara komplexa materialfenomen inom biologi och ingenjörsvetenskap ur ett perspektiv nerifrån och upp. Hans arbete med 3D-utskrift utforskar den integrerade beräkningsexperimentella designen av nya material, inklusive användningen av AI och AR/VR, och uppslukande modellering.

Hans senaste arbete har fokuserat på att tillämpa en beräkningsmaterialvetenskaplig metod för att studera materialfel i biologiska system, inklusive undersökning av materialnedbrytning i en mängd olika sjukdomar och andra extrema tillstånd över flera tids- och längdskalor. Hans viktigaste bidrag ligger inom området deformation och misslyckande av strukturella proteinmaterial som kollagen och silke, där hans arbete avslöjade universella materialdesignparadigm som gör det möjligt för proteinmaterial att ge förbättrad och mångsidig funktionalitet trots begränsade resurser (energi, materialvolym, svag byggnad). blockeringar såsom H-bindningar, etc.), och visade hur dessa mekanismer bryts ner under extrema förhållanden och sjukdomar (påverkan, trauma, mutationer, brister, etc.).

Effekten av hans arbete har varit etableringen av universalitet-mångfaldsparadigmet , som förklarar hur multifunktionalitet (mångfald) av materialegenskaper i biologi uppnås genom att ändra strukturella arrangemang av få (universella) beståndsdelar snarare än att uppfinna nya byggstenar, eller genom att förlita sig på kvaliteten på byggstenar. En del av Buehlers nuvarande arbete involverar användningen av ologs , ett kategoriteoretiskt ramverk för kunskapsrepresentation, för att koda struktur-funktionsrelationer som är inneboende i hierarkiska material.

Buehler har publicerat mer än 450 artiklar, med mer än 30 000 citeringar, om teoretisk och beräkningsmodellering av material med olika typer av simuleringsmetoder, en monografi om atomistisk modellering, en bok om Biomateriomics, flera bokkapitel, och har hållit hundratals inbjudna föreläsningar , keynote-samtal och plenartal runt om i världen. Hans arbete är publicerat i peer-reviewed vetenskapliga tidskrifter som Nature , Nature Materials , PNAS , Science Advances , Advanced Materials , Royal Society Interface och många andra.

I en nyligen genomförd studie från Stanford University har han utsetts till en av världens högt rankade forskare 2020, bland de översta 0,09 % av alla forskare i kategorin nanovetenskap. Han samarbetar brett med experimentella forskare i USA, Europa och Asien. Han fungerar som PI och co-PI på ett flertal forskningsanslag, inklusive flera tvärvetenskapliga forskningsprojekt finansierade av National Science Foundation , Department of Defense , National Institutes of Health (NIH) och många andra organisationer såväl som industriella partners.

Undervisning

Hans undervisning vid MIT fokuserar på ingenjörsmekanik och modellering och simulering , och på att introducera grund- och doktorander till beräkningsforskning. Han undervisar i professionella utbildningskurser inom områdena materialdesign, maskininlärning och additiv tillverkning.

Han har varit involverad i undervisningen i MIT-ämnen 3.021J Introduktion till modellering och simulering, 1.978 Från nano till makro: Introduktion till atomistisk modelleringsteknik, 1.545 Atomistisk modellering av material och strukturer och 1.050 Engineering Mechanics I. Buehler samarbetar med MITs avdelning för IS&T. av initiativet "Bringing Research Tools into the Classroom", där man utvecklar verktyg för att möjliggöra enkel användning av multiscale simuleringsverktyg i undervisning och utbildning av grund- och doktorander. Han deltar också aktivt i MIT:s Undergraduate Research Opportunities Program (UROP), där han fungerar som fakultetsmentor. Han är fakultetsrådgivare i MIT Summer Research Program och tjänstgjorde som fakultetsrådgivare för Everett Moore Baker Memorial Foundation.

Service

Buehler fungerar som redaktör eller medlem av redaktionen för flera internationella tidskrifter, inklusive PLoS ONE , International Journal of Applied Mechanics, Biophysical Journal , Acta Mechanica Sinica, Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, Journal of Engineering Mechanics, Journal of Nanomechanics och Micromechanics och Journal of Computational and Theoretical Nanoscience. Sedan 2011 är han medredaktör för BioNanoScience, en tidskrift som han var med och grundade. Han valdes in i redaktionen för Journal of the Royal Society Interface 2012.

Han är tidigare ordförande för Biomekanikkommittén vid Engineering Mechanics Institute of the ASCE , medordförande för NanoEngineering in Medicine and Biology Steering Committee vid ASME , medlem av US National Committee on Biomechanics, och deltar i flera andra kommittéer vid ASME inklusive Committee on Mechanics in Biology and Medicine. Han är också aktiv i Materials Research Society som frivillig skribent för MRS Bulletin , arrangör av MRS-symposier, och genom sitt engagemang i MRS Graduate Student Award-programmet. Sedan 2010 fungerar han som direktör för MIT-Tyskland-programmet (MITI Tyskland). Han är chefredaktör för Journal of the Mechanical Behaviour of Biomedical Materials.

Utmärkelser och erkännanden

Buehler fick National Science Foundation CAREER Award, United States Air Force Young Investigator Award, Navy Young Investigator Award och DARPA Young Faculty Award. Buehler var inbjuden till National Academy of Engineering - Frontiers in Engineering symposium vid National Academy of Engineering. 2023 valdes han in i National Academy of Engineering . 2009 uppmärksammades hans arbete av Presidential Early Career Award for Scientists and Engineers (PECASE). Han mottog 2010 Harold E. Edgerton Faculty Achievement Award, 2010 ASME Sia Nemat-Nasser Award, 2011 Thomas JR Hughes Young Investigator Award och 2011 Rossiter W. Raymond Memorial Award. 2011 fick han det första Leonardo da Vinci -priset från EMI . Hans arbete uppmärksammades med flera andra utmärkelser inklusive Alfred Noble Prize . 2021 fick han ASME Drucker Medal .


Allmänna referenser

externa länkar

Hämtad från " https://sv.wikipedia.org/w/index.php?title=Markus_J._Buehler&oldid=1142648508 "