Рамакришна Подила

Американский физик и исследователь наноматериалов индийского происхождения.

Рамакришна Подила — американский физик индийского происхождения и исследователь наноматериалов . В настоящее время он является доцентом физики на кафедре физики и астрономии в Университете Клемсона и директором лаборатории нано-биологии Клемсона. ^[1] Он известен своими междисциплинарными исследованиями на стыке физики, биологии и нанонауки. Его лаборатория объединяет принципы физики конденсированного состояния, оптической спектроскопии и физиологической химии для понимания физики в наномасштабах и нано-биологических интерфейсах. Он стал членом Королевского химического общества в июле 2024 года.

Его работа привела к новым открытиям в наномасштабе, таким как: 1) нарушение симметрии обращения времени с помощью нелинейных оптических диодов, ^{[2] [3]} 2) новый «беспроводной» трибоэлектрический генератор , способный преобразовывать отработанную механическую энергию в электричество и передавать ее по беспроводной сети для хранения ^[4] 3) смягчение эффектов квантовой емкости в графене ^[5] 4) быстрые недорогие биосенсоры на базе смартфонов для условий с ограниченными ресурсами, ^{[6] [7]} и 4) выяснение происхождения нанотоксичности с точки зрения фундаментальных квантовых электронных уровней энергии. ^[8]

Научно-исследовательская работа

Исследования Подилы внесли большой вклад в фундаментальное понимание и применение наноматериалов в энергетике, здравоохранении и фотонике. 1) Преобразование и хранение энергии: группа Подилы стремится разработать высокоэффективные трибоэлектрические наногенераторы ( TENG ) для преобразования отработанной механической энергии в полезную электроэнергию; кроме того, его группа фокусируется на инженерных дефектах и ​​легирующих добавках в наноматериалах для создания батарей (литий-ионных, литий-серных и алюминиевых) и суперконденсаторов (на основе наноуглеродов и их гибридов с электрохимически активными полимерами) с высокой плотностью энергии и мощности. ^{[9] [10] [11]} Его работа в этой области привела ко многим открытиям, таким как снижение квантовой емкости в графене, беспроводные трибоэлектрические наногенераторы ^[12] недорогие TENG ^[13] и новые кремниевые электроды для литий-ионных батарей ^{[14] [15]} и многое другое. Благодаря своим исследованиям в наномасштабе группа Подилы продемонстрировала использование дефектов (включая интерфейсы) для достижения новых функциональных возможностей. Что еще более важно, его группа успешно перенесла свои исследования в масштабируемые устройства ^[16] 2) Нанотоксичность и наномедицина: в настоящее время группа Подилы идентифицирует механизмы нанотоксичности, уделяя особое внимание взаимодействиям наночастиц и белков и их влиянию на физиологические реакции, чтобы в конечном итоге разработать безвредные наночастицы для медицинских применений. Совместная работа Подилы ранее разработала покрытие атомной толщины для предотвращения образования тромбов на стентах, использовала углеродные нанотрубки в качестве средств доставки лекарств от рака и т. д. Недавно работа Подилы (в сотрудничестве с группой Дж. М. Брауна в Калифорнийском университете в Денвере) показала, как атомные дефекты в материалах могут вызывать различные физиологические реакции, связывая наноматериалы, квантовую механику и исследования токсичности. Его работа также раскрыла фундаментальные механизмы, с помощью которых образование бляшек при многих заболеваниях, таких как диабет и т. д., может быть остановлено с помощью наноматериалов ^[17] 3) Биосенсорика и визуализация: группа Подилы разработала новые платформы поверхностной плазмонной эмиссии (часть этой работы была выполнена в сотрудничестве с Институтом высшего образования Шри Сатья Саи ) с высокой чувствительностью и специфичностью для диагностики биомаркеров с низким содержанием. Самое главное, эта работа привела к созданию дешевых и недорогих сенсоров для смартфонов для быстрого обнаружения туберкулеза без необходимости ожидания бактериальных культур. ^[18] Его группа изобрела новый анализ на основе бумаги для принтера с индуцированным аналитом разрушением, который полезен для быстрого обнаружения антител, маркеров рака и т. д. Подила также разработал новые флуоресцентные наночастицы (легированный ZnO, наноуглероды) посредством трехфотонного поглощения (3PA) для биовизуализации рака и хирургии под контролем изображений.^[19]

Избранные публикации

• Podila, R., Queen, W., Nath, A., Arantes, JT, Schoenhalz, AL, Fazzio, A., ... и Rao, AM (2010). Происхождение FM-упорядочения в чистом микро- и наноструктурированном ZnO. Nano letters , 10 (4), 1383–1386.
• Подила, Р., Мур, Т., Алексис, Ф. и Рао, А. М. (2013). Графеновые покрытия для улучшения гемосовместимости нитиноловых стентов. Достижения RSC , 3 (6), 1660–1665.
• Подила, Р., Браун, Дж. М., Кару, А. и Рао, А. М. (2014). Освещение нано-био взаимодействий: спектроскопическая перспектива. Mrs Bulletin , 39 (11), 990–995.
• Чжу, Дж., Чайлдресс, А. С., Каракая, М., Данделия, С., Шривастава, А., Лин, И., ... и Подила, Р. (2016). Графен с дефектами для суперконденсаторных устройств с высокой энергией и плотностью мощности. Advanced Materials , 28 (33), 7185–7192.
• Вэй, П. К., Бхаттачарья, С., Хе, Дж., Нилешвар, С., Подила, Р., Чен, YY, и Рао, AM (2016). Собственная теплопроводность SnSe. Nature , 539 (7627), E1-E2.
• Dong, Y., Chertopalov, S., Maleski, K., Anasori, B., Hu, L., Bhattacharya, S., ... и Podila, R. (2018). Насыщаемое поглощение в тонких пленках 2D Ti ₃ C ₂ MXene для пассивных фотонных диодов. Advanced Materials , 30 (10), 1705-714.
• Dong, Y., Mallineni, SSK, Maleski, K., Behlow, H., Mochalin, VN, Rao, AM, ... и Podila, R. (2018). Металлические MXenes: новое семейство материалов для гибких трибоэлектрических наногенераторов. Nano Energy , 44 , 103–110.
• Маллинени, ССК, Донг, Й., Бехлов, Х., Рао, А.М. и Подила, Р. (2018). Беспроводной трибоэлектрический наногенератор. Advanced Energy Materials , 8 (10), 1702736.

Почести

Подила был назначен членом Королевского химического общества (FRSC) в июле 2024 года. Подила стал сертифицированным членом Института передовой физики в 2020 году. Он активно участвует в образовании и просветительской деятельности, проводя научные семинары для учащихся школ с K по 12 класс. ^[20]

Ссылки

1. "Рамакришна Подила, доктор философии." Университет Клемсона .
2. "Полностью углеродный оптический диод для фотонных вычислений". Nanowerk .
3. Ананд, Беной; Подила, Рамакришна; Лингам, Киран; Кришнан, SR; Шива Санкара Саи, S.; Филипп, Реджи; Рао, Аппарао М. (2013-12-11). «Действие оптического диода из аксиально-асимметричной нелинейности в твердотельном устройстве на основе углерода». Nano Letters . 13 (12): 5771–5776. Bibcode : 2013NanoL..13.5771A. doi : 10.1021/nl403366d. ISSN  1530-6984. PMID  24224861.
4. Пача, Асвати (2017-12-30). «Наногенераторы становятся беспроводными». The Hindu . ISSN  0971-751X.
5. "Улучшение хранения энергии в графене с дефектами". Nanowerk .
6. "Новые двумерные разделительные материалы для измерения излучения, связанного с поверхностным плазмоном". Nanowerk .
7. «Нано-биосенсоры на базе смартфона для раннего выявления туберкулеза». Nanowerk .
8. Персо, Индушекхар; Рагхавендра, Ачьют Дж.; Парути, Арчини; Альсалех, Нассер Б.; Минарчик, Валери К.; Роуд, Джеймс Р.; Подила, Рамакришна; Браун, Джаред М. (март 2020 г.). «Электронные состояния, вызванные дефектами, усиливают клеточную токсичность наночастиц ZnO». Нанотоксикология . 14 (2): 145–161. doi :10.1080/17435390.2019.1668067. ISSN  1743-5404. PMC 7036006. PMID 31553248  . 
9. «Батареи, созданные учеными Клемсона, в конечном итоге могут помочь астронавтам на Марсе». ABC News 4. 31 августа 2020 г.
10. «Ученые CU создают многоцелевые батареи, которые могут облегчить передвижение по Марсу». Университет Клемсона . 31 августа 2020 г.
11. «Индийские ученые разрабатывают более легкие, быстро заряжающиеся батареи, которые могут питать марсоход». News18 . 3 сентября 2020 г.
12. «Исследователи Клемсона открывают новые горизонты в области беспроводной генерации энергии для будущих электронных гаджетов». Университет Клемсона .
13. Маллинени, Сай Сунил Кумар; Бехлов, Герберт; Донг, Йонгчан; Бхаттачарья, Шрипарна; Рао, Аппарао М.; Подила, Рамакришна (2017-05-01). «Простые и надежные трибоэлектрические наногенераторы, собранные с использованием готовых материалов». Nano Energy . 35 : 263–270. Bibcode : 2017NEne...35..263M. doi : 10.1016/j.nanoen.2017.03.043. ISSN  2211-2855.
14. "Новый прорыв в литий-кремниевых аккумуляторах". Nanowerk .
15. Пача, Асвати (2018-05-07). «Углеродные нанотрубки могут произвести революцию в области литий-ионных аккумуляторов, говорят исследователи». The Hindu . ISSN  0971-751X.
16. «Более низкозатратное рулонное производство суперконденсаторов на основе углеродных нанотрубок». InterNano .
17. «Исследования Клемсона могут привести к терапевтическим стратегиям по борьбе с болезнью Альцгеймера, диабетом 2 типа и другими заболеваниями». Новости и истории Университета Клемсона, Южная Каролина . 29 июня 2020 г.
18. «Трибоэлектрическое устройство обходит поврежденные нервы, восстанавливая чувство осязания». Американское химическое общество .
19. Рагхавендра, Ачьют Дж.; Грегори, Врен Э.; Слонецки, Тайлер Дж.; Донг, Йонгчан; Персо, Индушекхар; Браун, Джаред М.; Брюс, Терри Ф.; Подила, Рамакришна (2018-07-23). ​​«Трехфотонная визуализация с использованием дефектно-индуцированной фотолюминесценции в биосовместимых наночастицах ZnO». Международный журнал наномедицины . 13 : 4283–4290. doi : 10.2147/IJN.S165201 . ISSN  1176-9114. PMC 6061205. PMID 30087560  . 
20. "Clemson Nanomaterials Center обращается к сообществу". Университет Клемсона . 2 апреля 2015 г.

Внешние ссылки

• Публикации Рамакришны Подилы, проиндексированные Google Scholar