Einführung in die Hochdurchsatz-Materialentwicklung

Beschreibung

Dieser Kurs ist eine Einführung in experimentelle Hochdurchsatzmethoden, die die Entdeckung und Entwicklung neuer Materialien beschleunigen.

Es ist allgemein anerkannt, dass die Entdeckung neuer Materialien der Schlüssel zur Lösung vieler technologischer Probleme ist, mit denen Industrie und Gesellschaft konfrontiert sind. Zu diesen Problemen gehören unter anderem die Energieerzeugung und -nutzung, die Kohlenstoffabscheidung, die Gewebezüchtung und die Produktion nachhaltiger Materialien. Dieser Kurs führt den Lernenden in einen bemerkenswerten neuen Ansatz zur Materialentdeckung und -charakterisierung ein: die Hochdurchsatz-Materialentwicklung (HTMD).

Ingenieure und Wissenschaftler, die in der Industrie, im akademischen Bereich oder in der Regierung arbeiten, werden von diesem Kurs profitieren, indem sie ein Verständnis dafür entwickeln, wie ein Element von HTMD, den experimentellen Hochdurchsatzmethoden, auf reale Probleme bei der Materialentdeckung und -charakterisierung angewendet werden kann. International führende Fakultätsexperten werden eine historische Perspektive auf HTMD liefern, die Vorbereitung von „Bibliotheks“-Proben beschreiben, die Hunderte oder Tausende von Zusammensetzungen abdecken, und Techniken zur Charakterisierung der Bibliothek erläutern, um die Struktur und verschiedene Eigenschaften einschließlich optischer, elektronischer, mechanischer, chemischer und thermischer Eigenschaften zu bestimmen , und andere. Fallstudien aus den Bereichen Energie, Transport und Biotechnologie werden bereitgestellt, um Methoden für Metalle, Keramik, Polymere und Verbundwerkstoffe zu veranschaulichen.

Das Georgia Tech Institute for Materials (IMat) hat diesen Kurs entwickelt, um einem breiten Publikum die wesentlichen Elemente der Materials Genome Initiative vorzustellen. Weitere Kurse werden von Georgia Tech über Coursera angeboten, um sich auf die Integration von (i) Hochdurchsatzexperimenten mit (ii) Modellierung und Simulation und (iii) Materialdatenwissenschaften und Informatik zu konzentrieren.

Nach Abschluss dieses Kurses können die Lernenden
• Schlüsselereignisse in der Entwicklung der High-Throughput Materials Development (HTMD) identifizieren
• Kommunizieren Sie die Vorteile von HTMD innerhalb Ihrer Organisation.
• Erklären Sie, was unter Hochdurchsatzmethoden (sowohl rechnerisch als auch experimentell) zu verstehen ist und welchen Nutzen sie für die Materialentdeckung/-entwicklung haben.
• Fassen Sie die Prinzipien und Methoden der Hochdurchsatzerstellung/-verarbeitung von Materialbibliotheken (Proben, die Hunderte bis Tausende kleinerer Proben enthalten) zusammen.
• Nennen Sie die Prinzipien und Methoden zur Hochdurchsatzcharakterisierung von Strukturen.
• Nennen Sie die Prinzipien und Methoden für Hochdurchsatz-Eigenschaftsmessungen.
• Identifizieren Sie, wann Hochdurchsatz-Screening (HTS) für eine Materialentdeckungsbemühung wertvoll sein wird.
• Wählen Sie eine geeignete HTS-Methode für eine interessierende Eigenschaftsmessung.
• Identifizieren Sie Unternehmen und Organisationen, die in diesem Bereich tätig sind, und nutzen Sie dieses Wissen, um geeignete Partner für die Gestaltung und Umsetzung von HTS-Bemühungen auszuwählen.
• Wenden Sie Prinzipien des experimentellen Designs, der Bibliothekssynthese und des Screenings an, um eine Herausforderung beim Materialdesign zu lösen.
• Konzipieren Sie komplette Hochdurchsatzstrategien, um Verarbeitungs-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen (PSP) für Materialdesign und -entdeckung zu erhalten.