Nicholas A. Kotov - Nicholas A. Kotov

Nicholas A. Kotov
Nicholas A. Kotov.png
Nicholas A. Kotov
narozený (1965-08-29) 29. srpna 1965 (věk 55)
Moskva, SSSR
Národnostamerický
Alma materMoskevská státní univerzita
Známý jakosamomontážní materiály, sestava vrstva po vrstvě, nanotechnologie
OceněníCena Alpha Chi Sigma roku 2020 Americký institut chemických inženýrů[1]
Newtonova cena 2020 za transformační myšlenky během pandemie COVID-19 (Ministerstvo obrany Spojených států )[2]
Irving Langmuir, významný profesor chemických věd a inženýrství (Michiganská univerzita, 2020)[3]
Společenstvo Vannevar Bush 2018 (Ministerstvo obrany Spojených států )[4]
2018 Royal Society of Chemistry Cena měkké hmoty a biofyzikální chemie[5]
Cena Humboldt za výzkum za rok 2017 Nadace Alexandra von Humboldta[6]
2017 lektor van 't Hoff (univerzity v Utrechtu, Amsterdamu a Leidenu)
2017 ACS Cena za koloidní chemii[7]
2016 RSC Cena Stephanie Kwolek[8]
2016 UNESCO Medaile za rozvoj nanověd a nanotechnologií[9]
2016 srpen T Larssons na návštěvě učence Švédská univerzita zemědělských věd
Medaile společnosti pro výzkum materiálů z roku 2014 (sdílená s Prof. Sharon Glotzer )[10]
Člen Společnosti pro výzkum materiálů
Člen týmu Royal Society of Chemistry
Cena lektora Langmuir Americká chemická společnost (2013)
Cena Charlese M.A. Americký institut chemických inženýrů[11]
Thomson Reuters Top 25 vědců o materiálech v letech 2000–2010[12]
Thomson Reuters 100 nejlepších lékáren v letech 2000–2010[13]
Wired Magazine’s Top 10 objevů roku (2007)[14]
Cena NASA Nanotech Briefs Top 50 Award (2008)
Vědecká kariéra
PoleChemie, Chemické inženýrství, Věda o materiálech, Nanotechnologie, Biomedicínské inženýrství
InstituceMichiganská univerzita
webová stránkahttp://www.umkotov.com/

Nicholas A. Kotov (narozen 29. srpna 1965, Moskva, SSSR ) je významným profesorem chemických věd a inženýrství na Irving Langmuir Michiganská univerzita v Ann Arbor, MI, USA.[15] Profesor Nicholas Kotov učinil základní objevy v oblasti biomimetických nanostruktur. Ukázal, že schopnost samoorganizace do složitých struktur je sjednocující vlastností všech anorganických nanostruktur.[1][2] Vyvinul rodinu bioinspirovaných kompozitních materiálů se širokým spektrem vlastností, které byly dříve u klasických materiálů nedosažitelné.[3] Příkladem těchto kompozitních biomimetických materiálů jsou jeho ultra silné, ale transparentní kompozity podobné perleti,[4][5] smaltované, tuhé a přesto vibrace izolující kompozity,[6] a membrány podobné chrupavce s vysokou pevností i iontovou vodivostí.[7][8][9]

Práce

Výzkum společnosti Kotov se zaměřuje na vývoj biomimetických nanokompozitů, vlastní montáž z nanočástice,[16] a chirální nanostruktury.[17] Využití G. Dechera sestava vrstva po vrstvě (LbL),[18] Kotov připravil první příklady vrstvených oxid grafenu nanokompozity a jejich redukce na grafen v roce 1996.[19] Vrstvený grafen a nanokompozity oxidu grafenu obsahující širokou škálu polymerů se nyní používají v různých zařízeních pro skladování náboje: baterie, superkondenzátory, palivové články, přeměna solární energie atd. Mezi další aplikace patří ultra silné materiály, bariérové ​​povlaky, senzory, nositelná elektronika, a implantovatelná neuroprostetická zařízení.

Výzkum společnosti Kotov týkající se vlastní montáže nanočástic oxidu grafenu a jílu podnítil vývoj velké rodiny ultravysokých materiálů replikujících se perleť,[20] přírodní materiál známý svou vrstvenou architekturou, opalescencí a neobvykle vysokou houževnatostí. Sekvenční depozice jedné vrstvy nanometrů najednou mu umožnila vytvořit makroskopické verze perleti, které překonají dlouhodobý problém fázové separace, který byl stanoven v dřívějších pracích na hliněných nanokompozitech prováděných Lagaly[21] a vědci společnosti Toyota.[10][11]

Kotov ukázal, že biomimetické kompozity na bázi jílu mohou dosáhnout mechanických vlastností srovnatelných s některými druhy oceli při zachování jejich průhlednosti.[22] Tento objev podnítil vývoj nových metod hromadné výroby materiálů podobných perleti jíly a podobné anorganické nanomateriály.[23] Nanokompozity z vrstveného jílu se používají v chemickém, energetickém a potravinářském průmyslu díky své kombinaci vysoké pevnosti, houževnatosti, průhlednosti a odolnosti vůči životnímu prostředí ve formě membrán a obalových materiálů.[12]

Ve své první publikaci jako odborný asistent na Oklahoma State University prokázal Kotov silné bariérové ​​a plynně selektivní vlastnosti ve vrstevnatém jílovitém jílu nanokompozity které jsou také odolné proti prasklinám.[24] Pracoval s výrobcem obalů Avery Dennison a výrobce biomedicínských zařízení Ciba Vision o implementaci kompozitních povlaků ve velkém měřítku. Již v roce 2000 Avery Dennison převedl ponořovací metodu přípravy kompozitů na a roll-to-roll zpracování pro škálovatelnou výrobu biomedicínských a jiných povlaků.[13]

Kotov rozšířil koncept biomimetický nanostruktury na anorganické nanočástice. Zjistil, že podobně jako mnoho proteinů a dalších biomolekul se mohou nanočástice samy organizovat do řetězců,[16] povlečení na postel,[25] nanodráty, kroucené stužky[26] a nanohelnice,[27][28] a sférické suprapartikuly replikující virové kapsidy.[29] Funkční paralely mezi nanočásticemi a biomakromolekulami byly stanoveny pomocí pyramidových nanočástic, které inhibují bakteriální enzym β-galaktosidáza vložením zámku a klíče do drážky enzymu.[30]

Kotovova práce prokázala, že biomimetické chování samosestavování nanočástic pochází z mezičásticových interakcí v nanoměřítku,[31] ve kterém hraje významnou roli také chiralita.[32] Studie Kotova o samosestavování chirálních nanostruktur vedly k vývoji nanočásticových sestav se složitostí převyšující ty, které se nacházejí v biologických organismech.[33]

Vzdělávací a výzkumná kariéra

Vzdělání a časná kariéra

Kotov získal tituly MS (1987) a PhD (1990) v r chemie z Moskevská státní univerzita, kde se jeho výzkum týkal rozhraní kapalina-kapalina napodobující buněčné membrány pro přeměna sluneční energie. Po absolutoriu nastoupil na postdoktorandskou pozici ve výzkumné skupině prof. Janose Fendlera na katedře chemie na Syrakuská univerzita v New Yorku.

Nezávislá výzkumná kariéra

Kotov nastoupil na pozici asistenta profesora chemie na Oklahoma State University v Stillwater, Oklahoma v roce 1996 byl povýšen na docenta v roce 2001. V roce 2003 přešel na Michiganská univerzita kde je nyní významným profesorem chemických věd a inženýrství Irvinga Langmuira.

Profesionální úspěchy

Kotov slouží jako redaktor časopisu ACS Nano,[34] a jako člen poradní rady několika dalších časopisů o nanotechnologiích. Získal ocenění a uznání od řady různých zemí, mezinárodních organizací a nadnárodních společností. Patří mezi ně cena koloidní chemie za rok 2017 Americká chemická společnost,[7] Cenu Stephanie Kwolekové za rok 2016 Royal Society of Chemistry,[8] 2016 UNESCO Medaile za rozvoj nanověd a nanotechnologií,[9] medaile MRS 2014,[10] Cena lektora Langmuir za rok 2013 Americká chemická společnost,[35] a Stine Award 2012 od Americký institut chemických inženýrů.[11] Byl také vybrán jako hostující učenec z srpna 2016 T Larssons Švédská univerzita zemědělských věd (Sveriges Lantbruksuniversitet), 2016 Fulbright Scholar, a jako Člen Společnosti pro výzkum materiálů v roce 2014.[36]

Osobní život

Kotov se v roce 1991 oženil s lékárnou Elvirou Stesikovou, PhD. Mají dvě dcery, Sophii a Nicole.

Reference

  1. ^ „Cena Alpha Chi Sigma“. Citováno 2020-11-18.
  2. ^ „Newtonova cena“ (PDF). Citováno 2020-11-18.
  3. ^ „Profesorství Langmuir“. Citováno 2020-11-18.
  4. ^ „Společenstvo Vannevar Bush“. Citováno 2020-11-18.
  5. ^ „Cena RSC Soft Matter Award“. Citováno 2020-11-18.
  6. ^ „Cena Humboldtova výzkumu“. Citováno 2020-11-18.
  7. ^ A b „Cena koloidní chemie ACS“. Citováno 2020-11-18.
  8. ^ A b „Cena Kwolek“. RSC. 2016-09-12. Citováno 2016-09-12.
  9. ^ A b "Cena UNESCO". UNESCO. 2016-09-12. Citováno 2016-09-12.
  10. ^ A b „Medaile MRS 2014“. Společnost pro výzkum materiálů. 2014-10-29. Citováno 2014-10-29.
  11. ^ A b „Charles M.A. Stine Award“. AIChE. 2013-02-15. Citováno 2013-10-08.
  12. ^ "Top 100 vědců v oblasti materiálů | ScienceWatch | Thomson Reuters". ScienceWatch. Citováno 2013-10-08.
  13. ^ „100 nejlepších lékáren, 2000–2010 - ScienceWatch.com - Thomson Reuters“. Archiv.sciencewatch.com. Citováno 2013-10-08.
  14. ^ Rowe, Aarone. „Top 10 vědeckých průlomů roku 2007“. Wired.com. Citováno 2013-10-08.
  15. ^ "Nicholas A. Kotov | Michigan Engineering". Engin.umich.edu. Citováno 2013-10-08.
  16. ^ A b Zhiyong Tang; Nicholas A. Kotov; Michael Giersig (2002). „Spontánní organizace jednotlivých nanočástic CdTe do luminiscenčních nanodrátů“. Věda. 297 (5579): 237–40. Bibcode:2002Sci ... 297..237T. doi:10.1126 / science.1072086. PMID  12114622. S2CID  45388619.
  17. ^ Wei Chen; Ai Bian; Ashish Agarwal; Liqiang Liu; Hebai Shen; Libing Wang; Chuanlai Xu; Nicholas A. Kotov (2009). „Nanočásticové nadstavby vyrobené polymerázovou řetězovou reakcí: kolektivní interakce nanočástic a nový princip pro chirální materiály“. Nano dopisy. 9 (5): 2153–2159. doi:10.1021 / nl900726s. PMID  19320495. S2CID  35163925.
  18. ^ G. Decher; J. D. Hong; J. Schmitt (1992). „Nahromadění ultratenkých vícevrstvých filmů procesem vlastní montáže: III. Postupná střídavá adsorpce aniontových a kationtových polyelektrolytů na nabité povrchy“. Tenké pevné filmy. 210/211: 831. Bibcode:1992TSF ... 210..831D. doi:10.1016 / 0040-6090 (92) 90417-A.
  19. ^ Kotov, Nicholas A. (1996). „Ultratenké kompozity oxidu grafitu a polyelektrolytu připravené vlastní montáží: Přechod mezi vodivými a nevodivými stavy“. Pokročilé materiály. 8 (8): 637–641. doi:10.1002 / adma.19960080806.
  20. ^ Paul Podsiadlo; Amit K. Kaushik; Ellen M. Arruda; Anthony M. Waas; Bong Sup Shim; Jiadi Xu; Himabindu Nandivadu; Benjamin G. Pumplin; Joerg Lahann; Ayyalusamy Ramamoorthy; Nicholas A. Kotov (2007). "Ultrasilní a tuhé vrstvené polymerní nanokompozity". Věda. 318 (5847): 80–3. Bibcode:2007Sci ... 318 ... 80P. doi:10.1126 / science.1143176. PMID  17916728. S2CID  22559961.
  21. ^ Lagaly, G (1986). "Interakce alkylaminů s různými typy vrstvených sloučenin". Ionika v pevné fázi. 22 (1): 43–51. doi:10.1016/0167-2738(86)90057-3.
  22. ^ Podsiadlo, Paul; Kaushik, Amit K .; Arruda, Ellen M.; Waas, Anthony M .; Shim, Bong Sup; Xu, Jiadi; Nandivada, Himabindu; Pumplin, Benjamin G .; Lahann, Joerg (05.10.2007). "Ultrasilní a tuhé vrstvené polymerní nanokompozity". Věda. 318 (5847): 80–83. Bibcode:2007Sci ... 318 ... 80P. doi:10.1126 / science.1143176. ISSN  0036-8075. PMID  17916728. S2CID  22559961.
  23. ^ Gao, Huai-Ling; Chen, Si-Ming; Mao, Li-Bo; Song, Zhao-Qiang; Yao, Hong-Bin; Cölfen, Helmut; Luo, Xi-Sheng; Zhang, Fu; Pan, Zhao (2017-08-18). "Hromadná výroba hromadného umělého perleti s vynikajícími mechanickými vlastnostmi". Příroda komunikace. 8 (1): 287. doi:10.1038 / s41467-017-00392-z. ISSN  2041-1723. PMC  5562756. PMID  28821851.
  24. ^ Kotov, N. A .; Magonov, S .; Tropsha, E. (01.03.1998). „Samostatné sestavování kompozitů alumosilikát-polyelektrolyt po vrstvě: mechanismus nanášení, odolnost proti trhlinám a perspektivy nových membránových materiálů“. Chemie materiálů. 10 (3): 886–895. doi:10,1021 / cm970649b. ISSN  0897-4756.
  25. ^ Zhiyong Tang; Zhenli Zhang; Ying Wang; Sharon C. Glotzer; Nicholas A. Kotov (2006). "Samo-shromáždění CdTe nanokrystalů do volně plovoucích listů". Věda. 314 (5797): 274–8. Bibcode:2006Sci ... 314..274T. doi:10.1126 / science.1128045. PMID  17038616. S2CID  18839769.
  26. ^ Sudhanshu Srivastava; Aaron Santos; Kevin Critchley; Ki-Sub Kim; Paul Podsiadlo; Kai Sun; Jaebeom Lee; Chuanlai Xu; G. Daniel Lilly; Sharon C. Glotzer; Nicholas A. Kotov (2010). „Světelně řízené samosestavování polovodičových nanočástic do kroucených stužek“. Věda. 327 (5971): 1355–9. Bibcode:2010Sci ... 327.1355S. doi:10.1126 / science.1177218. PMID  20150443. S2CID  22492581.
  27. ^ Zhou, Yunlong; Marson, Ryan L .; van Anders, Greg; Zhu, Jian; Ma, Guanxiang; Ercius, Peter; Sun, Kai; Yeom, Bongjun; Glotzer, Sharon C. (2016-03-22). „Biomimetické hierarchické shromáždění šroubovicových suprapartikul z chirálních nanočástic“. ACS Nano. 10 (3): 3248–3256. doi:10,1021 / acsnano.5b05983. ISSN  1936-0851. OSTI  1440921. PMID  26900920.
  28. ^ Feng, Wenchun; Kim, Ji-Young; Wang, Xinzhi; Calcaterra, Heather A .; Qu, Zhibei; Meshi, Louisa; Kotov, Nicholas A. (2017-03-01). „Sestavení spirály mezoscale s enantiomerním přebytkem a interakcemi lehké hmoty pro chirální polovodiče téměř v jednotě“. Vědecké zálohy. 3 (3): e1601159. doi:10.1126 / sciadv.1601159. ISSN  2375-2548. PMC  5332156. PMID  28275728.
  29. ^ Xia, Yunsheng; Nguyen, Trung Dac; Yang, Ming; Lee, Byeongdu; Santos, Aaron; Podsiadlo, Paul; Tang, Zhiyong; Glotzer, Sharon C .; Kotov, Nicholas A. (2011-08-21). „Samosestavování samoregulačních monodisperzních suprapartikul z polydisperzních nanočástic“. Přírodní nanotechnologie. 6 (9): 580–587. doi:10.1038 / nnano.2011.121. ISSN  1748-3395. PMID  21857686.
  30. ^ Cha, Sang-Ho; Hong, Jin; McGuffie, Matt; Yeom, Bongjun; VanEpps, J. Scott; Kotov, Nicholas A. (2015-09-22). „Tvarově závislá biomimetická inhibice enzymu nanočásticemi a jejich antibakteriální aktivita“. ACS Nano. 9 (9): 9097–9105. doi:10.1021 / acsnano.5b03247. ISSN  1936-0851. PMID  26325486.
  31. ^ Batista, Carlos A. Silvera; Larson, Ronald G .; Kotov, Nicholas A. (10.10.2015). „Neadditivita interakcí nanočástic“. Věda. 350 (6257): 1242477. doi:10.1126 / science.1242477. ISSN  0036-8075. PMID  26450215.
  32. ^ Ma, Wei; Xu, Liguang; de Moura, André F .; Wu, Xiaoling; Kuang, Hua; Xu, Chuanlai; Kotov, Nicholas A. (2017-06-28). "Chirální anorganické nanostruktury". Chemické recenze. 117 (12): 8041–8093. doi:10.1021 / acs.chemrev.6b00755. ISSN  0009-2665. PMID  28426196.
  33. ^ Jiang, Wenfeng; Qu, Zhi-bei; Kumar, Prashant; Vecchio, Drew; Wang, Yuefei; Ma, Yu; Bahng, Joong Hwan; Bernardino, Kalil; Gomes, Weverson R .; Colombari, Felippe M .; Lozada-Blanco, Asdrubal (08.05.2020). „Vznik složitosti v hierarchicky uspořádaných chirálních částicích“. Věda. 368 (6491): 642–648. doi:10.1126 / science.aaz7949. ISSN  0036-8075.
  34. ^ „ACS NANO: Redakční rada: spolupracovníci editorů“. Pubs.acs.org. Citováno 2013-10-08.
  35. ^ „Langmuirova cena“. ACS. 2016-09-12. Citováno 2016-09-12.
  36. ^ „Členka MRS“. PANÍ. 2016-09-12. Citováno 2016-09-12.

externí odkazy