Departamento de Materiales, Universidad de Oxford

Departamento académico del Reino Unido

El Departamento de Materiales de la Universidad de Oxford , Inglaterra, fue fundado en la década de 1950 como el Departamento de Metalurgia por William Hume-Rothery , quien era profesor en el Departamento de Química Inorgánica de Oxford . Es parte de la División de Matemáticas, Físicas y Ciencias de la Vida de la universidad.

En el Departamento de Materiales trabajan a tiempo completo alrededor de 190 personas, entre profesores, catedráticos, investigadores independientes y personal de apoyo. Hay alrededor de 30 puestos de personal académico, de los cuales cuatro son presidentes. ^[1] La Cátedra Isaac Wolfson de Metalurgia se creó a finales de los años 50. Sir Peter Hirsch ocupó anteriormente la cátedra. El titular actual de la cátedra es Peter Bruce FRS. ^[2] Otras cátedras del departamento incluyen la Cátedra Vesuvius de Materiales, a cargo de Patrick Grant FREng, la Cátedra de Examen Físico de Materiales, anteriormente a cargo de David Cockayne FRS, y la Cátedra James Martin de Materiales Energéticos, a cargo de James Marrow . ^[3]

Se realizan investigaciones en los amplios campos de materiales estructurales y nucleares, materiales de dispositivos, polímeros y biomateriales, nanomateriales, procesamiento y fabricación, caracterización y modelado computacional de materiales.

El departamento ofrece títulos de grado en Ciencia de Materiales y Materiales, Economía y Gestión , con alrededor de 160 estudiantes de grado y alrededor de 240 estudiantes de posgrado, particularmente estudiantes de DPhil que realizan investigación avanzada. ^[4]

Además de sus propios edificios, el departamento comparte siete edificios con el Departamento de Ciencias de la Ingeniería en un terreno triangular con Banbury Road al oeste y Parks Road al este. Además, el departamento cuenta con amplias instalaciones en Begbroke Science Park, al norte de la ciudad, que fue adquirido y fundado en nombre de la universidad por el profesor Brian Cantor cuando era director del departamento en la década de 1990. ^[5]

Instalaciones

El departamento alberga diferentes tipos de laboratorios de pruebas mecánicas, por ejemplo, laboratorio de nanoindentación, laboratorio de correlación de imágenes digitales, laboratorio de pruebas de fatiga, máquinas de tomografía computarizada, el Centro David Cockayne de Microscopía Electrónica, Caracterización de Materiales de Oxford , Tomografía de sonda atómica , etc. ^[6]

El Departamento de Materiales cuenta con instrumentos para microscopía electrónica de alta resolución y microanálisis. El equipo del Centro David Cockayne de Microscopía Electrónica (DCCEM) se puede clasificar en general como microscopios electrónicos de transmisión (TEM), microscopios electrónicos de barrido (SEM), microscopios de haz de iones enfocado (FIB) y sistemas de preparación de muestras. ^[7]

• El Servicio de Caracterización de Materiales de Oxford (OMCS) ofrece un servicio para la investigación de materiales y problemas relacionados con los materiales a grupos de investigación y a la industria. ^[8]
  • Microscopio óptico : microscopios ópticos y electrónicos para obtener imágenes y analizar muestras que proporcionan morfología, microanálisis y determinación de fase.
  • Análisis de superficies: técnicas de análisis de superficies para investigar las propiedades de las superficies, incluida la composición elemental y la química, junto con capacidades de creación de perfiles de profundidad y obtención de imágenes.
  • Técnicas de RAYOS X : Técnicas de rayos X para investigar de forma no destructiva las propiedades de los materiales, incluida la composición, la estructura cristalina y la forma física.
  • Espectroscopia de moléculas : uso de la absorción, emisión o dispersión de la radiación electromagnética por átomos o moléculas para obtener información sobre la composición del material de interés y estudiar procesos físicos.
  • Análisis térmico: Instrumentos disponibles para determinar las propiedades térmicas de los materiales, incluyendo la termogravimetría, la calorimetría diferencial de barrido y la microcalorimetría.
  • Análisis de tamaño de partículas: Variedad de equipos dependiendo del tamaño de partícula y del análisis requerido.
• El Centro de Imágenes de Ciencias Físicas Electrónicas (ePSIC) es una instalación nacional para la microscopía electrónica con corrección de aberraciones. ePSIC se estableció como una colaboración entre la Universidad de Oxford , Diamond Light Source y Johnson Matthey. El acceso a ePSIC se realiza a través de un proceso de solicitud revisado por pares que está abierto a científicos del Reino Unido, la UE e internacionales. Hay dos convocatorias principales de propuestas cada año. La fecha límite para estas convocatorias es a las 17:00 horas del primer miércoles de abril y octubre. ePSIC también acepta propuestas de solicitud de acceso rápido que se pueden enviar en cualquier momento. Los académicos de la Universidad de Oxford que tienen fondos de subvención para el acceso al microscopio pueden omitir el proceso de revisión por pares y garantizar el tiempo de microscopio. ^[9]
• Oxford Royce (parte del Instituto Henry Royce ) se centra en materiales de almacenamiento de energía como baterías, supercondensadores y termoeléctricos para resolver los desafíos materiales involucrados en la batería de estado totalmente sólido. ^[10]

Jefe de departamento y cátedras

Jefe de departamento

• 2018-2019 Angus Wilkinson (suplente)
• 2019-2021 Angus Wilkinson y Peter Nellist
• 2021-2022 Angus Wilkinson y Hazel E. Assender
• 2022- Hazel E. Assender

Profesores Isaac Wolfson

La cátedra Isaac Wolfson está asociada a una beca en St Edmund Hall

Profesor de Metalurgia Isaac Wolfson

• Década de 1950-1966 William Hume-Rothery
• 1966-1992 Peter Hirsch ^[11]
• 1992-2011 David Pettifor ^[12]

Profesor de Materiales Isaac Wolfson

• 2014-fecha Peter Bruce ^[13]

Personal académico actual

A junio de 2021 hay 30 académicos, ^[14] entre los que destacan las siguientes personas:

• Peter Bruce , Profesor Wolfson de Materiales. ^[15]
• G. Andrew D. Briggs , Profesor de Nanomateriales. ^[16]
• Nicole Grobert , profesora de Nanomateriales. ^[17]
• Roger C. Reed , profesor de materiales y mecánica de sólidos. ^[18]
• Hazel E. Assender , profesora de materiales y actual jefa del departamento. ^[19]
• James Marrow , Profesor James Martin de Materiales Energéticos. ^[20]
• Peter Nellist , Profesor de Materiales. ^[21]
• Angus Wilkinson , Profesor de Materiales. ^[22]
• Angus Kirkland , profesor de microscopía electrónica de la JEOL . ^[23]
• Saiful Islam , Cátedra Estatutaria de Modelado de Materiales. ^[24]

Áreas y grupos de investigación

La investigación dentro del Departamento de Materiales se clasifica en términos generales en las siguientes áreas: ^[25]

• Materiales estructurales y nucleares
• Materiales de almacenamiento de energía.
• Materiales del dispositivo.
• Polímeros y Biomateriales.
• Nanomateriales.
• Procesamiento y fabricación.
• Caracterización.
• Modelado computacional de materiales.

El departamento alberga varios grupos de investigación, incluidos otros grupos como el Grupo de polímeros, ^[26] el Grupo de biomateriales, ^[27] el Grupo de materiales de energía solar, ^[28] el Grupo de materiales para energía de fusión y fisión (MFFP), ^[29] y también:

• Grupo de tomografía de sonda atómica que utiliza APT, una técnica de microscopía que proporciona imágenes tridimensionales átomo por átomo de materiales con una combinación única y poderosa de resolución espacial y química. Durante más de 40 años, el Grupo de Investigación de Sonda Atómica del Departamento de Materiales de la Universidad de Oxford ha mantenido una tradición de investigación pionera en microscopía de iones de campo y, en particular, en el desarrollo y aplicación de la técnica de sonda atómica. El grupo está actualmente activo en todos los aspectos de la investigación de sonda atómica, incluido el establecimiento de nuevas aplicaciones de materiales, instrumentación y el desarrollo de técnicas de reconstrucción tridimensional y análisis de datos. ^[30]
• El grupo de investigación Peter Bruce está interesado en la ciencia fundamental de los sólidos conductores iónicos (que incluye compuestos de intercalación y electrolitos poliméricos), en la síntesis de nuevos materiales con nuevas propiedades o combinaciones de propiedades, en comprender estas propiedades y en explorar sus aplicaciones en nuevos dispositivos, especialmente dispositivos de almacenamiento de energía como baterías de litio recargables. ^[31]
• El Grupo de Micromecánica de Oxford (OMG!) está interesado en cómo los materiales (diseñados y naturales) responden, a nivel microestructural, a cargas aplicadas externamente (mecánicas, térmicas y/o ambientales (químicas, irradiación). El patrón complejo de distribuciones locales de tensión y deformación y cómo evolucionan y se vinculan con aspectos particulares de la microestructura ofrece muchos desafíos intelectuales fascinantes. El impacto técnico proviene de la construcción de una comprensión sólida y modelos de cómo fallan los materiales. Esto es fundamental para establecer ventanas de rendimiento seguras y desarrollar nuevas aleaciones y microestructuras con mayor capacidad. Trabajamos en una variedad de sistemas de materiales, incluidos los de los sectores nuclear, aeroespacial y automotriz, así como minerales, y hemos realizado contribuciones significativas al desarrollo de nuevos métodos de prueba y caracterización que nos permiten obtener nuevos conocimientos. ^{[32] [33]}
• Los grupos de materiales nanoestructurados estudian la próxima generación de materiales nanoestructurados con propiedades únicas que impactarán en aplicaciones electrónicas, optoelectrónicas y energéticas. Se hace especial hincapié en la estructura y dinámica a nivel atómico de los nanomateriales investigados mediante microscopía electrónica de transmisión con corrección de aberración y espectroscopía. Se utiliza una amplia gama de herramientas de caracterización a nanoescala ( TEM , SEM , AFM , FIB ) para investigar materiales en todas las escalas dimensionales. Se producen nuevos tipos de dispositivos a nanoescala en instalaciones de nanofabricación en sala limpia, utilizando materiales que van desde cristales 2D (grafeno, BN, MoS2, WS2, etc.), cables y nanotubos 1D, hasta puntos cuánticos 0D. El grupo es multidisciplinario y colabora ampliamente con una amplia gama de científicos dentro de los EE. UU. e internacionalmente. ^[34]

Véase también

• Departamento de Materiales, Imperial College London
• Departamento de Ciencia de los Materiales y Metalurgia, Universidad de Cambridge

Referencias

1. "De la A a la Z". staff.admin.ox.ac.uk .
2. "Cátedra Isaac Wolfson en Metalurgia".
3. "Martin School". Archivado desde el original el 31 de agosto de 2021 . Consultado el 22 de septiembre de 2021 .
4. "De la A a la Z". staff.admin.ox.ac.uk .
5. "Materiales de los edificios".
6. "Instalaciones". Oxford Materials . Consultado el 5 de octubre de 2018 .
7. "DCCEM". Oxford Materials . Consultado el 5 de octubre de 2018 .
8. "OMCS". Oxford Materials . Consultado el 5 de octubre de 2018 .
9. "ePSIC". Oxford Materials . Consultado el 5 de octubre de 2018 .
10. "Oxford Royce". Oxford Materials . Consultado el 5 de octubre de 2018 .
11. "Páginas personales Profesor Sir Peter Hirsch FRS Profesor emérito Departamento de Materiales Oxford Materials". materials.ox.ac.uk. Archivado desde el original el 3 de abril de 2012. Consultado el 5 de octubre de 2018 .
12. "Páginas personales". Oxford Materials. Archivado desde el original el 16 de octubre de 2017. Consultado el 5 de octubre de 2018 .
13. "Cátedra Wolfson de Materiales" (PDF) . Universidad de Oxford . Consultado el 5 de octubre de 2018 .
14. "Personas de contacto". www.materials.ox.ac.uk .
15. "Sir Peter Bruce FRS". www.materials.ox.ac.uk . Consultado el 13 de octubre de 2022 .
16. "Andrew Briggs". www.materials.ox.ac.uk . Consultado el 13 de octubre de 2022 .
17. "Nicole Grobert". www.materials.ox.ac.uk . Consultado el 13 de octubre de 2022 .
18. "Roger Reed FREng". www.materials.ox.ac.uk . Consultado el 13 de octubre de 2022 .
19. "Hazel Assender". www.materials.ox.ac.uk . Consultado el 13 de octubre de 2022 .
20. "James Marrow". www.materials.ox.ac.uk . Consultado el 13 de octubre de 2022 .
21. "Peter Nellist FRS". www.materials.ox.ac.uk . Consultado el 13 de octubre de 2022 .
22. "Angus J Wilkinson". www.materials.ox.ac.uk . Consultado el 13 de octubre de 2022 .
23. "Angus Kirkland". www.materials.ox.ac.uk . Consultado el 13 de noviembre de 2022 .
24. "Islam Saiful". www.materials.ox.ac.uk . Consultado el 15 de enero de 2024 .
25. "Investigación". Oxford Materials . Consultado el 5 de octubre de 2018 .
26. "Grupo de polímeros". Oxford Materials . Consultado el 5 de octubre de 2018 .
27. "Grupo de Biomateriales, Departamento de Materiales, Universidad de Oxford". Oxford Materials . Consultado el 5 de octubre de 2018 .
28. "Bienvenido al sitio web del Solar Energy Materials Group". Oxford Materials . Consultado el 5 de octubre de 2018 .
29. "Materiales energéticos - Materiales energéticos (nucleares)". Oxford Materials . Consultado el 5 de octubre de 2018 .
30. "APT". Oxford Materials . Consultado el 5 de octubre de 2018 .
31. "PB". Oxford Materials . Consultado el 5 de octubre de 2018 .
32. "OMG". Oxford Materials . Consultado el 5 de octubre de 2018 .
33. "OMG Publications". Oxford Materials . Consultado el 5 de octubre de 2018 .
34. "Grupo de materiales nanoestructurados". Oxford Materials . Consultado el 5 de octubre de 2018 .

Enlaces externos

• Sitio web de Oxford Materials