Profesor inżynierii mechanicznej otrzymuje Grant NSF w wysokości 1,8 mln USD

„Od lat miałem nieformalne kontakty z członkami naszego zespołu i zastanawialiśmy się, jak połączyć naszą zbiorową wiedzę, aby stworzyć nowe klasy materiałów, które mogą wykonywać złożone zadania, takie jak czołganie i podnoszenie” – powiedział Valentine. „Jestem bardzo podekscytowany możliwością kontynuowania tej pracy, która, jak przewiduję, doprowadzi do nowej podstawowej wiedzy na temat tego, jak żywe materiały wykonują złożone zadania, jednocześnie umożliwiając nowe zastosowania w opiece zdrowotnej i robotyce.”

Zespół składa się z pięciu wykładowców z UCSB, University of Chicago, Syracuse University, Rochester Institute of Technology i University of San Diego. Spośród pięciu członków, cztery to kobiety, w tym Valentine.

„Mam nadzieję, że dzięki tej nagrodzie będziemy mogli zarówno podnieść widoczność kobiet w dyscyplinach naukowych i inżynieryjnych, jak i obniżyć bariery dla każdego, kto może pracować z biomateriałami nowej generacji” -powiedział Valentine.

Według Valentine ’ a praca zespołu opiera się na wielu wcześniejszych sukcesach w jej laboratorium w zakresie materiałów białkowych i polimerowych. Ich projekt ma na celu stworzenie urządzeń biotyczno-abiotycznych, które wykorzystują komórki bakterii i silniki oparte na białkach do zasilania siłowników hydrożelowych. Według dzisiejszych materiałów magazynu ScienceDirect, siłowniki hydrożelowe to trójwymiarowe sieci polimerowe wypełnione wodą. Poziom wody w tych sieciach zmienia się w oparciu o bodźce zewnętrzne, takie jak temperatura i ekspozycja na światło, i ma naśladować, jak rośliny są w stanie poruszać się i skręcać poprzez zmianę ilości wody w komórkach i tkankach.

„Organizmy i żywe tkanki mogą robić niesamowite rzeczy-poruszać się, reagować na bodźce, adaptować się i leczyć” – powiedział Valentine. „Z kolei większość materiałów wytwarzanych przez człowieka jest dość prosta i zazwyczaj jest zoptymalizowana pod kątem jednego zadania. W ramach tego projektu opracujemy metody włączania żywych komórek do hydrożeli w celu uchwycenia adaptacyjnych i wielofunkcyjnych właściwości żywych materiałów w wytrzymałych materiałach inżynieryjnych.”

Valentine powiedział, że może to mieć szerokie zastosowanie w opiece zdrowotnej, opakowaniach i robotyce. Aby podejść do tego projektu, główne metody, które zostaną wykorzystane w UC Santa Barbara [[UCSB]] w szczególności są wysokiej rozdzielczości mikroskopii, drukowanie 3D, kultury komórkowej i mikromechaniczne badania materiałów bio-hydrożelowych. Główną rolą Valentine ’ a w projekcie jest prowadzenie prac projektowych nad hydrożelem oraz opracowanie metod mechanicznej charakterystyki prototypów urządzenia.

„Wiąże się to ze zrozumieniem, w jaki sposób hydrożel będzie reagował na rozciąganie, w jaki sposób będzie oddziaływał z komórkami i białkami oraz w jaki sposób możemy zoptymalizować sprzężenie między elementami biologicznymi a sztucznymi, aby poprawić zdolność materiałów i urządzeń do zmiany kształtu, podnoszenia i poruszania się” – powiedział Valentine.

Według Valentine ’ a, zbiorowa wiedza specjalistyczna zespołu obejmuje genetykę i biologię molekularną, biofizykę białek i materiałoznawstwo, a także zaawansowane modelowanie i rozwój instrumentów.

„Łącząc ekspertów w dziedzinie teorii, obliczeń, produkcji bioenabled, eksperymentalnej charakterystyki i projektowania, możemy zająć się większymi pytaniami naukowymi, niż jakikolwiek członek mógłby odpowiedzieć sam”, powiedział Valentine. „Z niecierpliwością czekam na współpracę z zespołem ekspertów w celu stworzenia materiałów pionierskich w dziedzinie biomateriałów i biologii syntetycznej i chętnie zobaczę, jakie nowe rozwiązania i kreatywne synergie pojawią się.”

Kiedy Valentine otrzymał Nagrodę Fulbrighta Scholar award do współpracy w City of Paris Industrial Physics and Chemistry Higher Educational Institution w 2015, powiedziała, że znaczenie żeńskich nauczycieli przedmiotów ścisłych i żeńskich wykładowców S. T. E. M. w szkolnictwie wyższym, którzy mogą służyć jako wzorce do naśladowania i mentorzy, było często podkreślane. Podkreślono również znaczenie zachęcania uczniów do przeprowadzania praktycznych eksperymentów, takich jak sprzęt budowlany, eksploracja robotyki i kodowanie.

Tak więc, nauka oparta na zespołach, powiedziała Valentine, a Atmosfera badawcza, która promuje i nagradza otwartą wymianę, kreatywność, podejmowanie ryzyka i współpracę, aby przesuwać granice odkryć naukowych, jest taka, nad którą ciężko pracuje. Planuje rekrutować i nadzorować studentów, którzy zdobędą praktyczne szkolenie w zakresie najnowocześniejszych badań nad biomateriałami.

„Dotacja zapewni możliwości szkolenia studentów w zakresie włączania obwodów biologicznych i elementów do materiałów projektantów, a następnie wdrażania tych materiałów w użytecznych urządzeniach, które mogą się poruszać, chwytać i podnosić”, powiedział Valentine. „Ten rodzaj interdyscyplinarnego szkolenia pomoże studentom i doktorantom pracującym nad projektem stać się kolejnym pokoleniem liderów w dziedzinie inżynierii i Materiałoznawstwa.”

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.