Patricia Ann Thiel (20 de febrero de 1953 - 7 de septiembre de 2020) fue una química y científica de materiales estadounidense que se desempeñó como profesora distinguida de química en la Universidad Estatal de Iowa . Era conocida por su investigación sobre estructuras y procesos a escala atómica en superficies sólidas. [1]
Patricia A. Thiel | |
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Nació | Adrian, Minnesota , Estados Unidos | 20 de febrero de 1953
Fallecido | 7 de septiembre de 2020 | (67 años)
Nacionalidad | EE.UU |
alma mater | |
Conocido por | Investigación pionera en estructuras y procesos a escala atómica en superficies sólidas |
Premios | |
Carrera científica | |
Campos | Química ( Química Física ), Ciencia de Materiales |
Instituciones | |
Asesor de doctorado | W. Henry Weinberg |
Otros asesores académicos | Gerhard Ertl |
Temprana edad y educación
Thiel se crió en una granja en el suroeste de Minnesota, cerca de su lugar de nacimiento de Adrian, Minnesota . Sus padres crecieron en familias de agricultores inmigrantes y cada uno había completado una educación de octavo grado. Thiel misma asistió a una escuela primaria privada cerca de su granja en Lismore, MN para los grados 1-8 y una escuela secundaria pública en Adrian, MN para los grados 9-12. El apoyo del Programa Nacional de Becas al Mérito le permitió asistir a Macalester College en St. Paul, MN , donde se inspiró en su curso de química de primer año y su instructor, el Prof. Emil Slowinski [2] para especializarse en química. Completó una licenciatura en química con una especialización en matemáticas en 1975. Después de trabajar durante un año en Control Data Corporation como química analítica, se inscribió en el Departamento de Química del Instituto de Tecnología de California , con el apoyo financiero de un predoctoral de la National Science Foundation. Compañerismo. Completó un doctorado en química en 1981 bajo la supervisión de W. Henry Weinberg. [3] [4] [5]
Carrera profesional
El primer nombramiento de Thiel después de graduarse fue como becaria Alexander von Humboldt en la Universidad Ludwig Maximilian de Munich , donde trabajó en el grupo de investigación de Gerhard Ertl , quien luego recibió el Premio Nobel de Química en 2007 . En 1982 se unió al personal técnico de Sandia National Laboratories en Livermore, CA y, después de un breve período como profesora visitante en el departamento de Física de la Universidad de California, Berkeley , se unió a la facultad del departamento de Química de la Universidad Estatal de Iowa en 1983, con un nombramiento simultáneo como científico de planta en el Laboratorio Ames del Departamento de Energía de los Estados Unidos [5] Posteriormente fue ascendida a las filas de Profesora Asociada (1988), Profesora Titular (1991) y Profesora Distinguida (2001). Recibió un nombramiento adicional como Profesora de Ciencia e Ingeniería de Materiales en 2012. Durante este período de tiempo recibió premios de enseñanza sobresalientes, [6] y ocupó varios puestos administrativos, incluido el Director del Programa de Química de Materiales (Laboratorio Ames; 1988-2004), Jefe Oficial de investigación (Laboratorio Ames; 2008-2009) y Presidente del Departamento de Química del Estado de Iowa (1999-2002). Thiel fue editor asociado de The Journal of Chemical Physics (2013-2020). [7] Asistió a la ceremonia del Premio Nobel el 10 de diciembre de 2011, donde Dan Shechtman recibió el Premio Nobel de Química 2011 por el descubrimiento de cuasicristales . [8]
Investigar
La investigación de Thiel esclareció estructuras y procesos a escala atómica en superficies sólidas, en áreas relevantes para la microelectrónica , tribología , catálisis heterogénea y nanociencia . Publicó más de 300 artículos de investigación, que han sido citados unas 12.000 veces, a partir de 2019. Es especialmente conocida por su trabajo en las siguientes tres áreas.
Superficies de cuasicristales
El grupo de investigación de Thiel fue pionero en estudios de nucleación y crecimiento de películas metálicas en superficies de cuasicristal , demostrando que el crecimiento pseudomórfico local , incluidas las formaciones en forma de estrella de mar , puede ocurrir en sitios de nucleación muy específicos. [9] [10] Centrándose en cuasicristales metálicos ricos en aluminio, Thiel y sus colaboradores exploraron extensamente cómo las estructuras superficiales cuasicristalinas a escala atómica estaban relacionadas con sus propiedades superficiales inusuales, incluyendo baja fricción, baja adhesión y buena resistencia a la oxidación. [11] [12] [13] [14]
Interacción del agua con superficies metálicas.
Ph.D. de Thiel La investigación describió evidencia de enlaces de hidrógeno entre moléculas de agua en una superficie de rutenio. Continuó su investigación sobre el agua como miembro de la facultad en la Universidad Estatal de Iowa y descubrió que la cinética de desorción del agua puede exhibir un efecto isotópico medible . [15] [16] A ella se le atribuyó ser la primera en proponer que las bicapas de agua cerca de superficies sólidas podrían poseer una estructura similar al plano basal de Ice Ih . [17] Fue coautora, junto con Theodore E. Madey , de un artículo de revisión exhaustivo y muy citado que describe las interacciones y propiedades del agua cerca de superficies sólidas. [18] [19]
Nucleación, crecimiento y engrosamiento de nanoestructuras metálicas en superficies
Al grupo de Thiel se le atribuyó el descubrimiento de que las grandes islas bidimensionales de grupos de adatom metálicos pueden tener una movilidad significativa a temperatura ambiente sobre sustratos metálicos, [20] [21] [22] y que, contrariamente a lo que se había asumido habitualmente, esta puede ser la ruta principal hacia el engrosamiento (una evolución a tamaños más grandes y menos números) de estos grupos. [23] [24] Ella y James W. Evans son los responsables de describir primero un mecanismo a escala atómica para el crecimiento de la película metálica, al que denominaron "embudo descendente". [25] [26] Debido a este mecanismo, predijeron una variación inusual en la rugosidad de la película con la temperatura a partir de la teoría, y finalmente lo confirmaron experimentalmente usando Microscopía de Túnel de Barrido . [27] [28] Esto ahora se acepta como un mecanismo importante que afecta la morfología de la película delgada al crecer a baja temperatura. [29]
Más recientemente, su grupo descubrió una serie de complejos de azufre-metal de origen natural con estequiometrías distintas , que pueden influir en la estabilidad de características metálicas más grandes al ayudar al transporte de metal de la superficie y, por lo tanto, al engrosamiento. Ella fue destacada por este trabajo en la edición virtual de la Revista de Química Física destacando a 66 mujeres en honor al 150 cumpleaños de Marie Curie. [30] [31] [32] Ella y sus colaboradores también descubrieron que las nanopartículas metálicas se pueden cultivar como grupos encapsulados cerca de la superficie de un material en capas, el grafito , si se cumplen las condiciones específicas de crecimiento. [33] [34] Aplicando un modelo de elasticidad continua , desarrollaron una idea de las razones de las formas bajas y aplanadas (relaciones de aspecto altas) de estas partículas incrustadas, y una predicción de que la forma de las islas metálicas encapsuladas debería ser universal (tamaño- independiente). [35]
Premios y honores
- 1984 Beca de la Fundación Alfred P. Sloan [36]
- Premio Presidencial para Jóvenes Investigadores de la Fundación Nacional de Ciencias de 1985 [37]
- 1986 Premio Camille Dreyfus Teacher-Scholar [38]
- 2005 Doctor Honoris Causa por el Instituto Politécnico Nacional de Lorena [39]
- Miembro honorario de Iota Sigma Pi 2008 [40] [41]
- 2010 Premio Arthur W. Adamson por servicio distinguido en el avance de la química de superficies [42] [43]
- 2010 David Adler Lectureship Award en el campo de la física de materiales , "Por contribuciones fundamentales a la estructura de la superficie y la dinámica de aleaciones metálicas complejas, incluidos los cuasicristales y el crecimiento y relajación cinéticamente limitados de nanoestructuras en películas delgadas de metal". [44] [45]
- Miembro de 2010 de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia , "Por aumentar el nivel de comprensión de las propiedades superficiales de los cuasicristales metálicos y por trabajar en las vías por las que se forman y reorganizan nanoconjuntos metálicos y películas delgadas en superficies metálicas". [46]
- 2011 John D. Corbett Profesor de Química [47]
- 2012 Miembro de la Materials Research Society (MRS) , "Por contribuciones fundamentales para comprender la estructura, reactividad y tribología de las superficies de cuasicristal, y para comprender el crecimiento y la estabilidad de nanoestructuras metálicas y películas delgadas metálicas". [48] [49]
- Revistas de revisión física 2014 - Árbitro destacado [50]
- 2014 Premio Medard W. Welch , "Por sus contribuciones fundamentales a la comprensión de las superficies de cuasicristal y la nucleación y el crecimiento de películas delgadas". [3]
- 2019 Elegido miembro de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias [51]
Vida personal
Thiel nació el 20 de febrero de 1953 en Adrian, Minnesota. Se casó con James William Evans, un físico nacido en Australia, en 1988. Tienen dos hijas, ambas ingenieros. [3] Thiel murió el 7 de septiembre de 2020 en su casa rodeada de su esposo e hijas. [52]
Referencias
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enlaces externos
- Publicaciones de Patricia Thiel indexadas por Google Scholar
- "Grupo de Investigación Thiel" .