ラーマクリシュナ・ポディラ
インド生まれのアメリカ人物理学者、ナノ材料研究者

ラマクリシュナ・ポディラはインド生まれのアメリカの物理学者、ナノマテリアル研究者である。彼は現在、クレムソン大学物理天文学部の物理学准教授であり、クレムソン・ナノバイオ研究所の所長でもある。[1]彼は物理学、生物学、ナノサイエンスの境界における学際的な研究で知られている。彼の研究室では、ナノスケールとナノバイオ界面における物理学を理解するために、凝縮物質物理学、光学分光法、生理化学の原理を統合している。彼は2024年7月に王立化学会のフェロー、2025年5月に物理学会のフェローになった。彼は現在、アメリカ物理学会のエネルギー研究と応用に関するトピックグループ（GERA）の副議長を務めている。


彼の研究は、ナノスケールでの新しい発見につながった。例えば、1) 非線形光ダイオードによる時間反転対称性の破れ、[2] [3]、 2)廃棄される機械的エネルギーを電気に変換し、ワイヤレスで送信して貯蔵することができる新しい「ワイヤレス」摩擦電気発電機[4]、3) グラフェンの量子容量効果の緩和[5]、 4) 資源が限られた環境向けのスマートフォンベースの迅速で安価なバイオセンサー[6] [7]、4) 基本的な量子電子エネルギーレベルの観点からナノ毒性の起源を解明することなどである。[8]

研究活動

ポディラの研究は、エネルギー、健康、フォトニクスの分野におけるナノマテリアルの基礎的理解と応用において多くの進歩を遂げた。 1) エネルギー変換と貯蔵：ポディラのグループは、廃棄される機械的エネルギーを有用な電力に変換する高効率の摩擦電気ナノジェネレータ（TENG）の開発に努めてきた。さらに、彼のグループは、ナノマテリアルの欠陥とドーパントを操作して、高エネルギー密度と高電力密度のバッテリー（Liイオン、Li硫黄、Alイオン）とスーパーキャパシタ（ナノカーボンと電気化学的に活性なポリマーとのハイブリッドに基づく）を実現することに焦点を当てている。[9] [10] [11]この分野での彼の仕事は、グラフェンの量子容量の緩和、ワイヤレス摩擦電気ナノジェネレータ、[12]安価なTENG、[13]リチウムイオンバッテリー用の新しいシリコン電極[14] [15]など、多くの発見につながった。ナノスケールでの研究を通じて、Podila 氏のグループは、新しい機能を実現するために欠陥（界面を含む）を利用できることを実証しました。さらに重要なことは、同氏が行った研究をスケーラブルなデバイスに応用することに成功したことです[16] 2) ナノ毒性とナノ医療:Podila 氏のグループは現在、ナノ粒子とタンパク質の相互作用と生理学的反応への影響に重点を置いてナノ毒性のメカニズムを特定し、最終的には医療用途の良性ナノ粒子を開発しています。Podila 氏の共同研究では、以前、ステント上の血栓を防ぐための原子厚のコーティングの開発、がんに対する薬物送達媒体としてのカーボンナノチューブの使用などが行われました。最近、Podila 氏の研究 (カリフォルニア大学デンバー校の JM Brown グループとの共同研究) では、ナノ材料、量子力学、毒性研究を結び付けることで、材料内の原子欠陥がさまざまな生理学的反応を引き起こす可能性があることが示されました。彼の研究は、糖尿病など多くの疾患におけるプラーク形成をナノ材料を用いて阻止できる基本的なメカニズムも解明した[17]。 3) バイオセンシングおよびイメージング：Podila のグループは、低存在比のバイオマーカーを診断するための高感度かつ高特異性を備えた新たな表面プラズモン結合発光プラットフォームを開発した（この研究の一部はSri Sathya Sai Institute of Higher Learningと共同で行われた）。最も重要なことは、この研究により、細菌培養を待つことなく結核を迅速に検出するための安価で安価なスマートフォンセンサーが開発されたことである。[18]彼のグループは、抗体、癌マーカーなどを迅速に検出するのに有用な、プリンタ用紙ベースの新しい分析物誘導破壊アッセイを発明した。Podila はまた、癌のバイオイメージングおよび画像誘導手術のために、3 光子吸収（3PA）による新たな蛍光ナノ粒子（ドープ ZnO、ナノカーボン）を開発した。[19]

選定された出版物

  • Podila, R., Queen, W., Nath, A., Arantes, JT, Schoenhalz, AL, Fazzio, A., ... & Rao, AM (2010). 純粋なマイクロ構造およびナノ構造ZnOにおけるFM秩序の起源. Nano letters , 10 (4), 1383–1386.
  • Podila, R., Moore, T., Alexis, F., & Rao, AM (2013). ニチノールステントの血液適合性を向上させるグラフェンコーティング. RSC advances , 3 (6), 1660–1665.
  • Podila, R., Brown, JM, Kahru, A., & Rao, AM (2014). ナノバイオ相互作用の解明：分光学的視点から. Mrs Bulletin , 39 (11), 990–995.
  • Zhu, J., Childress, AS, Karakaya, M., Dandeliya, S., Srivastava, A., Lin, Y., ... & Podila, R. (2016). 欠陥制御グラフェンを用いた高エネルギー・高出力密度スーパーキャパシタデバイスの開発. Advanced Materials , 28 (33), 7185–7192.
  • Wei, PC, Bhattacharya, S., He, J., Neeleshwar, S., Podila, R., Chen, YY, & Rao, AM (2016). SnSeの固有熱伝導率. Nature , 539 (7627), E1-E2.
  • Dong, Y., Chertopalov, S., Maleski, K., Anasori, B., Hu, L., Bhattacharya, S., ... & Podila, R. (2018). パッシブフォトニックダイオード用2D Ti 3 C 2 MXene薄膜における飽和吸収. Advanced Materials , 30 (10), 1705714.
  • Dong, Y., Mallineni, SSK, Maleski, K., Behlow, H., Mochalin, VN, Rao, AM, ... & Podila, R. (2018). 金属MXenes：フレキシブル摩擦電気ナノ発電機向けの新材料ファミリー. Nano Energy , 44 , 103–110.
  • Mallineni, SSK, Dong, Y., Behlow, H., Rao, AM, & Podila, R. (2018). ワイヤレス摩擦電気ナノジェネレータ. Advanced Energy Materials , 8 (10), 1702736.

栄誉

ポディラ氏は2024年7月に王立化学協会（FRSC）のフェローに任命されました。ポディラ氏は2020年に先端物理学研究所の認定フェローになりました。彼はK-12向けの科学ワークショップを通じて教育とアウトリーチに積極的に関わっています。[20]

参考文献

  1. ^ 「ラマクリシュナ・ポディラ博士」クレムソン大学。
  2. ^ 「フォトニックコンピューティングのためのオールカーボン光ダイオード」。Nanowerk。
  3. ^ Anand, Benoy; Podila, Ramakrishna; Lingam, Kiran; Krishnan, SR; Siva Sankara Sai, S.; Philip, Reji; Rao, Apparao M. (2013-12-11). 「オールカーボン固体デバイスにおける軸方向非対称非線形性による光ダイオード動作」. Nano Letters . 13 (12): 5771– 5776. Bibcode :2013NanoL..13.5771A. doi :10.1021/nl403366d. ISSN  1530-6984. PMID  24224861.
  4. ^ パチャ、アスワティ (2017-12-30)。 「ナノ発電機はワイヤレスになる」。ヒンドゥー教。ISSN  0971-751X。
  5. ^ 「欠陥のあるグラフェンのエネルギー貯蔵の改善」Nanowerk .
  6. ^ 「表面プラズモン結合発光センシングのための新しい2Dスペーサー材料」。Nanowerk。
  7. ^ 「結核の早期発見のためのスマートフォンベースのナノバイオセンサー」Nanowerk .
  8. ^ Persaud, Indushekhar; Raghavendra, Achyut J.; Paruthi, Archini; Alsaleh, Nasser B.; Minarchick, Valerie C.; Roede, James R.; Podila, Ramakrishna; Brown, Jared M. (2020年3月). 「欠陥誘起電子状態はZnOナノ粒子の細胞毒性を増幅する」. Nanotoxicology . 14 (2): 145– 161. doi :10.1080/17435390.2019.1668067. ISSN  1743-5404. PMC 7036006. PMID 31553248  . 
  9. ^ 「クレムソン大学の科学者が開発した電池は、最終的には火星の宇宙飛行士を助ける可能性がある」ABCニュース4、2020年8月31日。
  10. ^ 「クレムソン大学の科学者らが、火星での移動を容易にする多目的バッテリーを開発」クレムソン大学2020年8月31日。
  11. ^ 「インド出身の科学者、火星探査車に電力を供給できる軽量・急速充電バッテリーを開発」News18、2020年9月3日。
  12. ^ 「クレムソン大学の研究者らが、将来の電子機器のための無線エネルギー生成で新境地を開く」クレムソン大学。
  13. ^ マリネニ、サイ・スニル・クマール;以下、ハーバート。ドン・ヨンチャン。バタチャリヤ、スリパルナ。ラオ、アパラオ M.ポディラ、ラーマクリシュナ (2017-05-01)。「既製の材料を使用して組み立てられた、簡単で堅牢な摩擦電気ナノ発電機」。ナノエネルギー。35 : 263–270 . Bibcode :2017NEne...35..263M.土井：10.1016/j.nanoen.2017.03.043。ISSN  2211-2855。
  14. ^ 「リチウムシリコン電池の新たなブレークスルー」ナノワーク。
  15. ^ Pacha, Aswathi (2018年5月7日). 「カーボンナノチューブはリチウムイオン電池に革命をもたらす可能性があると研究者らは述べている」The Hindu . ISSN  0971-751X.
  16. ^ 「カーボンナノチューブベースのスーパーキャパシタの低コストなロールツーロール生産」InterNano。
  17. ^ 「クレムソン大学の研究は、アルツハイマー病、2型糖尿病、その他の疾患と闘うための治療戦略につながる可能性がある」クレムソン大学ニュース＆ストーリー、サウスカロライナ州。2020年6月29日。
  18. ^ 「摩擦電気デバイスが損傷した神経を迂回して触覚を回復」アメリカ化学会。
  19. ^ Raghavendra, Achyut J; Gregory, Wren E; Slonecki, Tyler J; Dong, Yongchang; Persaud, Indushekhar; Brown, Jared M; Bruce, Terri F; Podila, Ramakrishna (2018-07-23). 「生体適合性ZnOナノ粒子における欠陥誘起発光を用いた3光子イメージング」. International Journal of Nanomedicine . 13 : 4283– 4290. doi : 10.2147/IJN.S165201 . ISSN  1176-9114. PMC 6061205. PMID 30087560  . 
  20. ^ 「クレムソン・ナノマテリアルセンターが地域社会に貢献」クレムソン大学、2015年4月2日。


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