O Laboratório de Física de Plasma de Princeton (PPPL) do DOE recebeu cerca de US $ 4,3 milhões de financiamento do DOE Office of Science, mais de três anos, desenvolver uma maior compreensão do papel do plasma na síntese de nanopartículas. Essas partículas, que são medidos em bilionésimos de metro, são valorizados por seu uso em tudo, desde tacos de golfe e roupas de banho a microchips, tintas e produtos farmacêuticos. Eles também têm aplicações potencialmente abrangentes no desenvolvimento de novas tecnologias de energia.

"O plasma é amplamente utilizado como ferramenta para a produção de nanopartículas, mas não há uma compreensão profunda do papel que o plasma desempenha neste processo, "disse o físico Yevgeny Raitses, o investigador principal do projeto. "Nosso objetivo é desenvolver um entendimento que possa levar a uma síntese aprimorada dessas partículas."

Os novos fundos irão expandir a pesquisa em um laboratório de nanotecnologia que o PPPL lançou em 2012 com fundos de Pesquisa e Desenvolvimento Direcionado do Laboratório PPPL (LDRD). A instalação estuda as interações complexas que ocorrem durante o calor, gás de plasma eletricamente carregado é usado como um agente sintetizador para produzir materiais como nanontubos de carbono - itens que são dezenas de milhares de vezes mais finos do que um cabelo humano, ainda mais forte do que o aço em uma base de onça por onça. Essas interações devem ser controladas com precisão para garantir a qualidade e pureza de tal material.

Muitos colaboradores trabalharam na proposta de financiamento da nova pesquisa. Os principais contribuintes incluíram os físicos Igor Kaganovich e Brent Stratton, que liderou a teoria do plasma e as seções de diagnóstico da proposta, respectivamente, e continuará a liderar essas áreas de projeto. Também essenciais foram os físicos Edward Startsev e Benoit LeBlanc, que trabalhou na teoria e nas partes diagnósticas da proposta, respectivamente, e o físico Andrei Khodak, que contribuiu com modelagem de computador.

Colaboração importante também veio de Predrag Krstic, professor do Institute for Advanced Computational Science na Stony Brook University, e Mikhail Shneider, um cientista pesquisador sênior do Departamento de Mecânica e Aeroespacial da Universidade de Princeton. Krstic é especialista em modelagem computacional atomística de materiais; Shneider inventou novos diagnósticos de laser para aplicações de plasma.

Os principais contribuidores também incluem Bruce Koel, um professor de Princeton de engenharia química e biológica, que ajudará a caracterizar os nanomateriais provenientes do laboratório do PPPL; Roberto Car, um professor de química de Princeton que contribuirá para a modelagem atomística; Michael Keidar, professor de engenharia da George Washington University e especialista em nanotecnologia de plasma; e Mohan Sankaran, professor associado de engenharia química na Case Western Reserve University e especialista na síntese de nanopartículas com base em plasma.

Philip Efthimion, chefe do Departamento de Ciência e Tecnologia do Plasma no PPPL, forneceu orientação e apoio para a proposta de financiamento. Olga Tishinin, um analista de orçamento PPPL e Diretor de P&C, também forneceu suporte chave. "Ela fez um excelente trabalho ao ajudar esta equipe multi-institucional no planejamento de uma solicitação de orçamento e em toda a papelada relacionada à proposta, "Raitses disse.

Ao discutir a nova pesquisa, O diretor do PPPL, Stewart Prager, observou que, "A síntese de nanopartículas é um campo desafiador e estimulante com uma ampla gama de aplicações. Este projeto combina nossa experiência em ciência de plasma com os recursos de ciência de materiais da Universidade de Princeton e outras instituições."

A pesquisa expandida "se encaixa perfeitamente em nossa competência principal, "disse Adam Cohen, Vice-diretor de operações do PPPL, que se juntou a Prager para defender o desenvolvimento inicial do nanolaboratório, que foi montado com a orientação do engenheiro Charles Gentile, e o novo financiamento. "Adquirimos conhecimento sobre plasma a partir de nossa pesquisa de fusão, "Cohen disse, "e isso nos permite crescer e se tornar uma oportunidade de pesquisa totalmente nova."