El Centro de Ciencias de Materiales en Nanofase es el primero de los cinco Centros de Investigación Científica en Nanoescala patrocinados por el Departamento de Energía de los Estados Unidos . Está ubicado en Oak Ridge, Tennessee y es una instalación de investigación colaborativa para la síntesis, caracterización, teoría / modelado / simulación y diseño de materiales a nanoescala . Está coubicado con la fuente de neutrones por espalación .
Ciencias
El Centro de Ciencias de Materiales Nanofásicos (CNMS) en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge es un Centro de Investigación Científica a Nanoescala del Departamento de Energía / Oficina de Ciencia de los Estados Unidos que opera como una instalación de investigación de usuarios colaborativa y multidisciplinaria. El CNMS es uno de los cinco centros a nanoescala del Departamento de Energía que forman una red nacional integrada de usuarios. Cada uno de los cinco está asociado con otras instalaciones de investigación nacionales importantes en uno de los laboratorios nacionales del Departamento de Energía, lo que permite su aplicación a la ciencia y tecnología a nanoescala.
Para lograr esto, el CNMS integra la ciencia a nanoescala con tres necesidades nacionales:
- Ciencia de neutrones , utilizando la fuente de neutrones de espalación y el reactor de isótopos de alto flujo recientemente actualizado .
- Ciencia de síntesis, también llamada “síntesis impulsada por la ciencia”, facilitada por capacidades de síntesis amplias y novedosas en los primeros cinco temas científicos del CNMS (descritos a continuación) y por un nuevo laboratorio de investigación de nanofabricación.
- Teoría, modelado y simulación, mediante el establecimiento de un nuevo instituto de teoría de nanomateriales, con estrechas conexiones con la experiencia del personal y las capacidades computacionales del Centro de Ciencias Computacionales de Oak Ridge y la nueva Instalación de Computación Científica de Liderazgo nacional.
Temas científicos
La investigación en el CNMS está organizada bajo siete temas científicos relacionados y un laboratorio de investigación de nanofabricación ( sala limpia ) que han sido seleccionados para abordar los desafíos al conocimiento científico, así como las oportunidades y necesidades de nanotecnología.
- Sistemas complejos macromoleculares
- Nanomateriales funcionales
- Catálisis y nano-bloques de construcción
- Nanofísica: magnetismo , transporte y sondas de exploración
- Nanomateriales bioinspirados
- Instituto de Teoría de Nanomateriales: teoría, modelado y simulación
- Estructura y dinámica a nanoescala: neutrones, electrones y rayos X
- Laboratorio de investigación de nanofabricación
Facilidad y capacidades
El CNMS está ubicado en un nuevo edificio de 80,000 pies cuadrados en Chestnut Ridge adyacente a la fuente de neutrones de espalación. La construcción de la instalación comenzó en agosto de 2003 y se completó en abril de 2005, y el programa de investigación comenzó a funcionar en octubre de 2005. El edificio principal de cuatro niveles comprende laboratorios secos y húmedos, oficinas y áreas comunes para promover la interacción entre el personal, durante mucho tiempo invitados y usuarios de la investigación a largo plazo. Está equipado con una amplia gama de herramientas especializadas para la síntesis, caracterización e integración de materiales duros y blandos. El laboratorio de investigación de nanofabricación de 10,000 pies cuadrados, ubicado en un ala de un nivel del edificio, incluye salas limpias y un área diseñada para cumplir con los requisitos de los instrumentos de escritura e imágenes por haz de electrones (bajo campo electromagnético, baja vibración, bajo ruido acústico) . El Nanomaterials Theory Institute proporciona espacios de trabajo colaborativo, equipo de visualización y conexiones de alta velocidad a las instalaciones de computación en terascala del Centro Nacional de Ciencias Computacionales de Oak Ridge y la Instalación de Computación Científica de Liderazgo nacional. Los intensos haces de neutrones de la fuente de neutrones de espalación y del reactor de isótopos de alto flujo recientemente mejorado brindan oportunidades únicas para estudios fundamentales de la estructura y dinámica de los materiales a nanoescala. El CNMS proporciona una puerta de entrada a estas y otras instalaciones de usuarios de Oak Ridge, incluida la microscopía electrónica , para usuarios cuya investigación puede beneficiarse del acceso a múltiples instalaciones.
Programa de investigación de usuarios
El programa de usuario de CNMS proporciona acceso a equipos para la investigación y la ingeniería a nanoescala. El acceso se realiza a través de breves propuestas de investigación de usuarios que son revisadas por pares por un Comité de Revisión de Propuestas externo. Las actividades de los usuarios de nanociencia se iniciaron durante 2003, antes de la finalización del edificio del CNMS, con la primera convocatoria de propuestas "Jump Start" del CNMS (julio-agosto de 2003).