Markusa J. Buehlera

Markusa J. Buehlera
Buehler.jpg
Urodzić się 1977
Narodowość amerykański
Obywatelstwo amerykański
Alma Mater

University of Stuttgart ( BS ) Michigan Technological University ( MS ) Max Planck Institute for Intelligent Systems & University of Stuttgart ( doktorat )
Znany z Materiałoznawstwo obliczeniowe materiałów biologicznych , w tym: białka strukturalne, takie jak kolagen, jedwab i amyloidy, włókna pośrednie i syntetyczne materiały peptydowe; nanonauka i nanotechnologia (nanomateriały węglowe i pochodne); udźwiękowienie i kompozycja muzyczna; sztuka naukowa
Nagrody Prezydencka nagroda za wczesną karierę dla naukowców i inżynierów (PECASE), nagroda za osiągnięcia na wydziale Harolda E. Edgertona, nagroda CAREER National Science Foundation, National Academy of Engineering-Frontiers in Engineering, Thomas JR Hughes Young Investigator Award (ASME), Rossiter W. Raymond Memorial Award (AIME), Sia Nemat-Nasser Award (ASME), Leonardo da Vinci Award (EMI), Stephen Brunauer Award (ACS), Alfred Noble Prize (ASCE), TMS Hardy Award, MRS Outstanding Young Investigator Award, Foresight Institute Feynman Prize (Teoria), często cytowany naukowiec Clarivate; Medal Druckera ASME
Kariera naukowa
Pola Inżynieria materiałowa , Inżynieria mechaniczna , Biomechanika , Mechanika ciał stałych , Biologia , Nanonauka , Nanotechnologia , Materiomika , Sonifikacja , Kompozycja , Sonifikacja , Muzyka klasyczna
Instytucje California Institute of Technology , Max Planck Institute for Metals Research , Massachusetts Institute of Technology
Doradca doktorski Huajian Gao

Markus J. Buehler jest amerykańskim naukowcem i inżynierem zajmującym się materiałami w Massachusetts Institute of Technology (MIT), gdzie piastuje stanowisko profesora inżynierii McAfee. Jest członkiem wydziału na MIT , gdzie kieruje Laboratorium Mechaniki Atomowej i Molekularnej (LAMM), a także członkiem Centrum Nauki i Inżynierii Obliczeniowej MIT (CCSE) w Schwarzman Wyższa Szkoła Informatyki . Jego stypendia obejmują naukę i sztukę, jest także kompozytorem muzyki eksperymentalnej, klasycznej i elektronicznej, zainteresowany sonifikacją. Wygłosił kilka wykładów na TED na temat swojej pracy.

W latach 2013-2020 pełnił funkcję kierownika Wydziału Inżynierii Lądowej i Środowiska MIT. Jego działalność badawcza i dydaktyczna koncentruje się na zastosowaniu obliczeniowego podejścia materiałoznawczego do zrozumienia funkcjonalnych właściwości materiałów w materiałach biologicznych i syntetycznych, ze szczególnym uwzględnieniem właściwości mechanicznych i nanoinżynierii materiałów wieloskalowych.

Jego prace obejmują materiałoznawstwo, inżynierię, matematykę i tworzenie powiązań między materiałami naturalnymi a sztuką za pomocą teorii kategorii .

Działając na styku sztuki i nauki, jest także kompozytorem muzyki, zainteresowanym sonifikacją, dzięki której opracował metodę tłumaczenia struktury materiału na formę muzyczną i odwrotnie, realizując materializację informacji dźwiękowej w projektowaniu białek biomateriałów. Rozwinął technikę komponowania materiałów i muzyki.

W 2020 roku umieścił patogen COVID-19 w muzyce, będąc przykładem związku między sztuką a nauką.

Edukacja i kariera

Przed dołączeniem do MIT w 2005 roku pełnił funkcję dyrektora ds. modelowania wieloskalowego i integracji oprogramowania w Centrum Symulacji Materiałów i Procesów w Caltech na Wydziale Chemii i Inżynierii Chemicznej. Otrzymał stopień doktora. uzyskał tytuł magistra chemii na Uniwersytecie w Stuttgarcie iw Instytucie Badań Metali im. Maxa Plancka po uzyskaniu tytułu magistra mechaniki inżynierskiej na Michigan Tech oraz studia licencjackie z inżynierii chemicznej i procesowej na Uniwersytecie w Stuttgarcie .

Badania

Buehler ma doświadczenie w materiałoznawstwie , inżynierii i mechanice stosowanej . Badania Buehlera koncentrują się na oddolnej symulacji właściwości strukturalnych i mechanicznych materiałów biologicznych, bioinspirowanych i syntetycznych w wielu skalach, ze szczególnym naciskiem na uszkodzenia materiałów z perspektywy nanoskali i molekularnej, oraz na rozwijaniu fundamentalnego zrozumienia, w jaki sposób funkcjonalne właściwości materiałów są stworzone z materiałów naturalnych, biologicznych i syntetycznych. Najbardziej znany jest z wykorzystywania prostych modeli obliczeniowych do wyjaśniania złożonych zjawisk materiałowych w biologii i inżynierii z perspektywy oddolnej. Jego praca nad drukiem 3D bada zintegrowane obliczeniowo-eksperymentalne projektowanie nowych materiałów, w tym wykorzystanie sztucznej inteligencji i AR/VR oraz modelowanie immersyjne.

Jego ostatnie prace koncentrowały się na zastosowaniu obliczeniowego podejścia materiałoznawczego do badania uszkodzeń materiałów w systemach biologicznych, w tym badania rozkładu materiałów w różnych chorobach i innych ekstremalnych warunkach w wielu skalach czasowych i długościowych. Jego kluczowy wkład leży w dziedzinie deformacji i uszkodzeń strukturalnych materiałów białkowych, takich jak kolagen i jedwab, gdzie jego praca ujawniła uniwersalne paradygmaty projektowania materiałów, które umożliwiają materiałom białkowym zapewnienie ulepszonej i zróżnicowanej funkcjonalności pomimo ograniczonych zasobów (energia, objętość materiału, słaba budowa bloki, takie jak wiązania H itp.) i pokazał, jak te mechanizmy załamują się w ekstremalnych warunkach i chorobach (uderzenie, uraz, mutacje, wady itp.).

Wpływ jego pracy polegał na ustanowieniu paradygmatu uniwersalność-różnorodność , wyjaśniającego, w jaki sposób wielofunkcyjność (różnorodność) właściwości materiałów w biologii jest osiągana poprzez zmianę układu strukturalnego kilku (uniwersalnych) składników zamiast wynajdywania nowych elementów składowych lub poprzez poleganie na jakość bloków konstrukcyjnych. Niektóre z obecnych prac Buehlera polegają na wykorzystaniu logów , struktury teorii kategorii do reprezentacji wiedzy, do zakodowania relacji struktura-funkcja nieodłącznie związanych z materiałami hierarchicznymi.

Buehler opublikował ponad 450 artykułów, z ponad 30 000 cytowań, na temat teoretycznego i komputerowego modelowania materiałów przy użyciu różnych rodzajów metod symulacyjnych, monografię modelowania atomistycznego, książkę o biomateriomice, kilka rozdziałów w książkach i wygłosił setki zaproszonych wykładów , wykłady programowe i przemówienia plenarne na całym świecie. Jego prace są publikowane w recenzowanych czasopismach naukowych, takich jak Nature , Nature Materials , PNAS , Science Advances , Advanced Materials , Royal Society Interface i wielu innych.

W niedawnym badaniu Uniwersytetu Stanforda został uznany za jednego z najwyżej ocenianych naukowców na świecie w 2020 r., wśród najlepszych 0,09% wszystkich badaczy w kategorii nanonauki. Szeroko współpracuje z badaczami eksperymentalnymi w Stanach Zjednoczonych, Europie i Azji. Pełni funkcję PI i co-PI w licznych grantach badawczych, w tym kilku interdyscyplinarnych projektach badawczych finansowanych przez National Science Foundation , Departament Obrony , National Institutes of Health (NIH) i wiele innych organizacji, a także partnerów przemysłowych.

Nauczanie

Jego nauczanie na MIT koncentruje się na mechanice inżynierskiej oraz modelowaniu i symulacji , a także na wprowadzaniu studentów studiów licencjackich i magisterskich w badania obliczeniowe. Prowadzi profesjonalne kursy edukacyjne z zakresu projektowania materiałów, uczenia maszynowego i wytwarzania addytywnego.

Brał udział w nauczaniu przedmiotów MIT 3.021J Wprowadzenie do modelowania i symulacji, 1.978 Od nano do makro: Wprowadzenie do technik modelowania atomistycznego, 1.545 Atomistyczne modelowanie materiałów i struktur oraz 1.050 Mechanika inżynierska I. Buehler współpracuje z działem IS&T MIT w zakresie inicjatywy „Bringing Research Tools into the Classroom”, w ramach której rozwijane są narzędzia umożliwiające proste wykorzystanie wieloskalowych narzędzi symulacyjnych w nauczaniu i edukacji studentów i doktorantów. Aktywnie uczestniczy również w Programie Możliwości Badawczych dla Studentów MIT (UROP), gdzie pełni funkcję mentora wydziałowego. Jest doradcą wydziału w Letnim Programie Badawczym MIT i pełnił funkcję doradcy wydziału Fundacji Everett Moore Baker Memorial.

Praca

Buehler jest redaktorem lub członkiem rady redakcyjnej kilku międzynarodowych czasopism, w tym PLoS ONE , International Journal of Applied Mechanics, Biophysical Journal , Acta Mechanica Sinica, Journal of the Mechanical Behaviour of Biomedical Materials, Journal of Engineering Mechanics, Journal of Nanomechanics and Micromechanics oraz Journal of Computational and Theoretical Nanoscience. Od 2011 roku jest współredaktorem naczelnym czasopisma BioNanoScience, którego jest współzałożycielem. Został wybrany do rady redakcyjnej Journal of the Royal Society Interface w 2012 roku.

Jest byłym przewodniczącym Komitetu Biomechaniki w Instytucie Mechaniki Inżynierii ASCE , współprzewodniczącym Komitetu Sterującego Nanoinżynierii w Medycynie i Biologii w ASME , członkiem Amerykańskiego Narodowego Komitetu ds. w ASME , w tym w Komitecie Mechaniki w Biologii i Medycynie. Jest również aktywny w Towarzystwie Badań nad Materiałami jako wolontariusz piszący dla Biuletynu MRS , organizator sympozjów MRS oraz poprzez swoje zaangażowanie w program MRS Graduate Student Award. Od 2010 roku pełni funkcję Dyrektora Programu MIT-Niemcy (MISTI Germany). Jest redaktorem naczelnym Journal of the Mechanical Behaviour of Biomedical Materials.

Nagrody i wyróżnienia

Buehler otrzymał nagrodę National Science Foundation CAREER Award, nagrodę United States Air Force Young Investigator Award, Navy Young Investigator Award oraz nagrodę DARPA Young Wydział. Buehler został zaproszony na National Academy of Engineering -Frontiers in Engineering National Academy of Engineering. W 2023 roku został wybrany do Narodowej Akademii Inżynierii . W 2009 roku jego praca została doceniona nagrodą Presidential Early Career Award dla naukowców i inżynierów (PECASE). W 2010 roku otrzymał nagrodę Harolda E. Edgertona za osiągnięcia na wydziale, nagrodę ASME Sia Nemat-Nasser w 2010 roku, nagrodę Thomasa JR Hughesa dla młodych badaczy w 2011 roku oraz nagrodę Rossiter W. Raymond Memorial Award w 2011 roku. W 2011 roku otrzymał inauguracyjną Leonarda da Vinci przyznawaną przez EMI . Jego praca została doceniona kilkoma innymi nagrodami, w tym Nagrodą Alfreda Nobla . W 2021 roku otrzymał Medal Druckera ASME .


Ogólne odniesienia

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Markus_J._Buehler&oldid=1142648508 ”