Ellen D. Williams ForMemRS (nacida el 5 de diciembre de 1953) es una científica estadounidense, mejor conocida por su investigación en propiedades de superficies y nanotecnología, por su compromiso con cuestiones técnicas en seguridad nacional, como científica jefa de BP y por su servicio gubernamental como directora de ARPA-E . [1]
Nacida en Oshkosh, Wisconsin , Williams creció en los suburbios de Detroit , Michigan. [2] [3] Asistió a la Universidad Estatal de Michigan y recibió su licenciatura en Ciencias en química en 1976. Sus estudios de posgrado fueron en el Instituto de Tecnología de California , donde recibió su doctorado en química en 1981, por investigación supervisada por William Henry Weinberg. [4]
Williams realizó estudios postdoctorales en la Universidad de Maryland bajo la supervisión de RL Park de 1981 a 1983. Luego fue promovida a profesora asistente en el departamento de física y astronomía, que es parte de la Facultad de Computación, Matemáticas y Ciencias Naturales de la Universidad de Maryland , avanzó a profesora asociada en 1987, y profesora de física y del Instituto de Ciencias Físicas y Tecnología en 1991. Basándose en su trabajo fundamental sobre la morfología de las superficies sólidas, fundó el Grupo de Investigación de Materiales de la Universidad de Maryland en 1991 y lideró su expansión para convertirse en el Centro de Investigación de Ciencias e Ingeniería de Materiales en 1996. Se desempeñó como su directora desde 1996 hasta 2009. En 2000 fue nombrada profesora universitaria distinguida. [4] Fue elegida miembro de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias en 2003, [5] y de la Academia Nacional de Ciencias en 2005. [2] Se desempeñó como presidenta del comité de la NAS sobre cuestiones técnicas relativas al Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares de 2009 a 2011.
En 2010, Williams se ausentó de la UMD para convertirse en científica jefa de BP , puesto que ocupó hasta abril de 2014. Luego, tras haber sido nominada por el presidente Barack Obama en noviembre de 2013 para convertirse en directora de ARPA-E y en espera de la confirmación del Senado, se convirtió en asesora principal en la oficina del Secretario de Energía . Fue confirmada el 8 de diciembre de 2014 y, posteriormente, juró su cargo en ARPA-E. [6] Se desempeñó como directora de ARPA-E hasta el final de la administración Obama en enero de 2017, y luego retomó su puesto como profesora universitaria distinguida en la Universidad de Maryland. En mayo de 2020, Williams fue nombrada directora del Centro Interdisciplinario de Ciencias del Sistema Terrestre en la Universidad de Maryland . Su mandato de cinco años como directora comenzó en julio de 2020. [7] Es miembro del Comité Asesor Científico Internacional del Centro de Excelencia ARC de Australia en Tecnologías Futuras de Electrónica de Bajo Consumo . [8]
La investigación de Williams en ciencia experimental de superficies explora cuestiones fundamentales de la mecánica estadística, en particular, incluidas las aplicaciones prácticas de la nanotecnología. Su grupo de investigación fue pionero en la aplicación de técnicas de obtención de imágenes directas para estructuras a escala atómica sobre superficies. Trabajó en estrecha colaboración con teóricos para diseñar experimentos que abordaran cuestiones teóricas y conceptuales importantes para los campos de la catálisis, el crecimiento de películas delgadas y la nanoelectrónica. Ha publicado más de 200 artículos académicos, que han sido citados más de 8000 veces. Su trabajo más citado incluye al menos cuatro áreas de investigación fundamental (consulte las Publicaciones seleccionadas a continuación); relaciones estructura-transporte en grafeno, morfología de la superficie y fluctuaciones escalonadas, interacciones electrónicas con defectos de superficie e interacciones con adsorbatos.
Paralelamente a su carrera académica, Williams ha trabajado extensamente en la prestación de asesoramiento técnico al gobierno de los EE.UU., principalmente a través de los Departamentos de Energía y Defensa. Como resultado de su experiencia, en 2009 se le pidió que dirigiera un estudio sobre cuestiones de verificación de pruebas nucleares, [9] que fue una de las preocupaciones citadas en la decisión del Senado de no ratificar el tratado en 1999. El informe resultante, [10] analiza las capacidades de verificación en los EE.UU. y en la Organización de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares (CTBTO), y muestra que la capacidad de detección avanzó significativamente en los años posteriores a la decisión de los EE.UU. de 1999 de no ratificar. El informe coloca la capacidad de detección de vanguardia en el contexto de diferentes tipos de amenazas de proliferación y, por lo tanto, proporciona un contexto valioso para los tomadores de decisiones. El informe también enfatiza la importancia de mantener y continuar avanzando en las capacidades técnicas para la verificación, tanto en los EE.UU. como en la CTBTO. Williams es la vicepresidenta de JASON , un grupo independiente de científicos que ofrece asesoramiento al gobierno de los EE.UU. sobre cuestiones clave de ciencia y tecnología. [11]
En BP, Williams trabajó en Tecnología del Grupo, donde era responsable de la garantía de los programas tecnológicos y de la investigación estratégica y el desarrollo de programas. Al principio de su mandato, estableció la estructura asesora inicial para la Iniciativa de Investigación del Golfo de México de BP [12]. Dentro de la empresa, abogó por una mayor implementación de enfoques computacionales avanzados en química molecular, dinámica de fluidos y detección distribuida y análisis de "big data". También dirigió un programa estratégico de investigación multiuniversitario sobre las limitaciones de los recursos naturales en el contexto de la energía (el Desafío de la Sostenibilidad Energética). [13] Además de las extensas publicaciones de investigación universitaria que resultaron del programa, el equipo ESC también creó tres folletos de referencia sobre cuestiones de recursos energéticos, "El Manual de Materiales ESC", [14] "El Agua en la Industria Energética", [15] y "La Biomasa en la Industria Energética". [16] Williams ha hablado ampliamente sobre la necesidad de avances en Ciencia y Tecnología para suministrar de manera sostenible la energía que el mundo necesita. [17]
Antes de ser confirmada por el Senado para su función en ARPA-E, Williams se desempeñó como asesora principal del Secretario en materia de políticas, cuestiones y planes de transferencia de tecnología del DOE. Estableció la nueva Oficina de Transiciones Tecnológicas del Departamento [18] para ampliar el impacto económico de las extensas actividades de Investigación y Desarrollo del Departamento.
Williams se incorporó a ARPA-E justo antes de su sexto aniversario, cuando la cartera de programas de desarrollo de tecnología de la Agencia, tanto activos como de ex alumnos [19], estaba formando una línea de innovación en tecnología energética que abarca desde la fase inicial hasta las etapas más maduras de preparación técnica. Como resultado del modelo operativo único de ARPA-E, en el que los proyectos se gestionan tanto en función de objetivos técnicos como comerciales ambiciosos, un número cada vez mayor de proyectos maduros resultaban atractivos para los inversores posteriores, tenían productos en pruebas de campo o tenían productos comerciales en fase inicial. [20] [21] Durante su mandato en ARPA-E, Williams se centró en agilizar los procesos administrativos de ARPA-E para apoyar mejor a los equipos de innovación que trabajaban con financiación de ARPA-E, en fortalecer el apoyo que se brindaba a los equipos en la preparación de sus nuevas tecnologías para su adopción comercial y en establecer prácticas de evaluación rigurosas. Bajo su dirección, la Agencia produjo las dos primeras de una serie anual planificada de Evaluaciones de Impacto, que presentan los desafíos, los logros técnicos y los caminos hacia el impacto comercial para proyectos ARPA-E seleccionados. [22] [23]
En 2016, Williams fue elegido miembro extranjero de la Royal Society (ForMemRS) de Londres. [24] Otros honores incluyen: [4]
Williams es autor o coautor de numerosos artículos en revistas científicas revisados por pares [1], entre ellos:
Aplicando los enfoques experimentales desarrollados a lo largo de su carrera, Williams trabajó con su colaborador Michael Fuhrer para desarrollar una comprensión temprana clave sobre las fluctuaciones estructurales y las interacciones de defectos en la definición de las propiedades del grafeno.
El grupo de investigación de Williams descubrió la notable capacidad de las superficies de silicio de sufrir cambios reversibles en la estructura a escala micrométrica y demostró cómo dichos cambios se definen termodinámicamente mediante cambios en la energía libre de los escalones de la superficie. El trabajo experimental posterior del grupo colocó elegantemente las observaciones de las estructuras y las fluctuaciones de los escalones en un formalismo teórico de aplicación universal.
El grupo de Williams también exploró la interacción de la estructura de la superficie con los campos eléctricos y las corrientes. Demostraron que la increíblemente pequeña transferencia de momento debida a la colisión de un electrón con un átomo puede, no obstante, causar reordenamientos a escala micrométrica del material cerca de las superficies.
El trabajo de posgrado de Williams exploró cómo las moléculas catalíticamente importantes, como el monóxido de carbono y el hidrógeno, interactúan con las superficies metálicas. Realizó observaciones fundamentales sobre cómo se organizan dichas moléculas en las superficies y cómo las moléculas (que se denominan "adsorbatos" una vez que están en la superficie) interactúan entre sí. La naturaleza de dichos adsorbatos y su relación con la formación de estructuras en las superficies dieron forma a todo el trabajo posterior de Williams.
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