Эллен Д. Уильямс (ученый)

Эллен Д. Уильямс ForMemRS
Уильямс в 2016 году
Рожденный	( 1953-12-05 )5 декабря 1953 г. (71 год) Ошкош, Висконсин , США
Альма-матер	Университет штата Мичиган (бакалавр наук) Калтех (доктор философии)
Награды	Член Национальной академии наук (2005) Иностранный член Королевского общества (2016)
Научная карьера
Учреждения	Мэрилендский университет БП
Тезис	Исследования химической адсорбции с использованием дифракции низкоэнергетических электронов  (1982)
научный руководитель	Уильям Генри Вайнберг
Веб-сайт	www.alumni.caltech.edu/distinguished-alumni/2016/5/27/ellen-d-williams-phd-82-chemistry

Эллен Д. Уильямс ForMemRS (родилась 5 декабря 1953 года) — американский учёный, наиболее известная своими исследованиями в области свойств поверхности и нанотехнологий, своим участием в технических вопросах национальной безопасности, в качестве главного научного сотрудника BP и государственной службой в качестве директора ARPA-E . ^[1]

Родилась в Ошкоше, штат Висконсин , и выросла в пригороде Детройта , штат Мичиган. ^{[2] [3]} Она училась в Мичиганском государственном университете и получила степень бакалавра наук по химии в 1976 году. Ее аспирантура проходила в Калифорнийском технологическом институте , где она получила докторскую степень по химии в 1981 году за исследования под руководством Уильяма Генри Вайнберга. ^[4]

Уильямс проходила постдокторантуру в Мэрилендском университете под руководством Р. Л. Парка с 1981 по 1983 год. Затем она получила должность доцента на кафедре физики и астрономии, которая является частью Колледжа компьютерных, математических и естественных наук Мэрилендского университета , в 1987 году она стала доцентом, а в 1991 году — профессором физики и Института физических наук и технологий. Опираясь на свои фундаментальные работы по морфологии твердых поверхностей, в 1991 году она основала Исследовательскую группу по материалам Мэрилендского университета и возглавила ее расширение, в результате чего в 1996 году она стала Центром исследований материалов и техники. С 1996 по 2009 год она была его директором. В 2000 году она была названа почетным профессором университета. ^[4] Она была избрана в Американскую академию искусств и наук в 2003 году, ^[5] а также в Национальную академию наук в 2005 году. ^[2] Она была председателем комитета Национальной академии наук по техническим вопросам, касающимся Договора о всеобъемлющем запрещении испытаний ядерного оружия с 2009 по 2011 год.

В 2010 году Уильямс взяла отпуск из UMD, чтобы стать главным научным сотрудником в BP , и занимала эту должность до апреля 2014 года. Затем, будучи выдвинутой президентом Бараком Обамой в ноябре 2013 года на должность директора ARPA-E и ожидая утверждения Сенатом, она стала старшим советником в офисе министра энергетики . Она была утверждена 8 декабря 2014 года и впоследствии приняла присягу на свою должность в ARPA-E. ^[6] Она занимала должность директора ARPA-E до конца администрации Обамы в январе 2017 года, а затем возобновила свою должность выдающегося профессора университета в Университете Мэриленда. В мае 2020 года Уильямс была назначена директором Междисциплинарного центра наук о системе Земли в Университете Мэриленда . Ее пятилетний срок полномочий на посту директора начался в июле 2020 года. ^[7] Она входит в состав Международного научно-консультативного комитета Австралийского центра передового опыта в области будущих низкоэнергетических электронных технологий ARC . ^[8]

Исследования Уильямс в области экспериментальной науки о поверхности изучают фундаментальные проблемы статистической механики, в частности, включая практические приложения нанотехнологий. Ее исследовательская группа стала пионером в применении методов прямой визуализации для структур атомного масштаба на поверхностях. Она тесно сотрудничала с теоретиками для разработки экспериментов для решения теоретических и концептуальных вопросов, важных для областей катализа, роста тонких пленок и наноэлектроники. Она опубликовала более 200 научных статей, которые были процитированы более 8000 раз. Ее наиболее цитируемая работа охватывает по крайней мере четыре области фундаментальных исследований (см. Избранные публикации ниже); взаимосвязи структуры и транспорта в графене, морфология поверхности и ступенчатые флуктуации, электронные взаимодействия с поверхностными дефектами и взаимодействия адсорбатов.

Параллельно с академической карьерой Уильямс много работала над предоставлением технических консультаций правительству США, в первую очередь через Департаменты энергетики и обороны. В результате ее опыта в 2009 году ей было предложено возглавить исследование по вопросам проверки ядерных испытаний, ^[9] что было одним из вопросов, упомянутых в решении Сената не ратифицировать договор в 1999 году. Полученный отчет ^[10] рассматривает возможности проверки в США и в Организации по всеобъемлющему запрещению ядерных испытаний (ОДВЗЯИ) и показывает, что возможности обнаружения значительно улучшились за годы после решения США 1999 года не ратифицировать договор. Отчет помещает современные возможности обнаружения в контекст различных типов угроз распространения и, таким образом, предоставляет ценный контекст для лиц, принимающих решения. В отчете также подчеркивается важность поддержания и дальнейшего совершенствования технических возможностей для проверки как в США, так и в ОДВЗЯИ. Уильямс является заместителем председателя JASON , независимой группы ученых, консультирующих правительство США по ключевым вопросам науки и технологий. ^[11]

В BP Уильямс работала в Group Technology, где отвечала за обеспечение технологических программ, а также стратегические исследования и разработку программ. В начале своей работы она создала первоначальную консультативную структуру для исследовательской инициативы BP в Мексиканском заливе ^[12]. В компании она выступала за более широкое внедрение передовых вычислительных подходов в молекулярной химии, динамике жидкостей, распределенном зондировании и анализе «больших данных». Она также руководила стратегической многоуниверситетской исследовательской программой по ограничениям природных ресурсов в контексте энергетики (Energy Sustainability Challenge). ^[13] В дополнение к обширным университетским исследовательским публикациям, которые стали результатом программы, команда ESC также создала три справочных буклета по вопросам энергетических ресурсов: «Справочник ESC по материалам», ^[14] «Вода в энергетической промышленности» ^[15] и «Биомасса в энергетической промышленности». ^[16] Уильямс много говорила о необходимости достижений в области науки и технологий для устойчивого снабжения энергией, необходимой миру. ^[17]

До утверждения Сенатом ее роли в ARPA-E Уильямс занимала должность старшего советника секретаря по вопросам политики, проблем и планов передачи технологий Министерства энергетики. Она создала новый Офис технологических переходов ^[18] Министерства , чтобы расширить экономическое влияние обширной научно-исследовательской деятельности Министерства.

Уильямс присоединилась к ARPA-E незадолго до его шестой годовщины, когда портфель активных и выпускников программ развития технологий Агентства ^[19] формировал линию инноваций в области энергетических технологий, которая варьируется от ранней стадии до более зрелых стадий технической готовности. В результате уникальной операционной модели ARPA-E, в которой проекты управляются как в соответствии с амбициозными техническими, так и коммерческими целями, все большее число зрелых проектов оказывалось привлекательным для последующих инвесторов, имело продукты на стадии полевых испытаний или имело коммерческие продукты на ранней стадии. ^{[20] [21]} Во время своего пребывания в ARPA-E Уильямс сосредоточилась на оптимизации административных процессов ARPA-E для лучшей поддержки инновационных групп, работающих в рамках финансирования ARPA-E, на усилении поддержки, оказываемой группам в подготовке их новых технологий к коммерческому внедрению, и на установлении строгих методов оценки. Под ее руководством Агентство подготовило первые две из запланированной ежегодной серии оценок воздействия, которые представляют проблемы, технические достижения и пути к коммерческому воздействию для выбранных проектов ARPA-E. ^{[22] [23]}

В 2016 году Уильямс был избран иностранным членом Королевского общества (ForMemRS) Лондона. ^[24] Другие награды включают в себя: ^[4]

Уильямс является автором и соавтором многочисленных рецензируемых научных журнальных статей ^[1], в том числе:

Применяя экспериментальные подходы, разработанные в ходе ее карьеры, Уильямс совместно с коллегой Михаэлем Фюрером работала над разработкой ключевых предварительных знаний о структурных флуктуациях и взаимодействии дефектов при определении свойств графена.

Исследовательская группа Уильямса обнаружила замечательную способность кремниевых поверхностей претерпевать обратимые изменения структуры в микронном масштабе и продемонстрировала, как такие изменения термодинамически определяются изменениями свободной энергии ступеней на поверхности. Последующая экспериментальная работа группы элегантно поместила наблюдения структур и флуктуаций ступеней в универсально применимый теоретический формализм.

Группа Уильямса также исследовала взаимодействие структуры поверхности с электрическими полями и токами. Они продемонстрировали, как невероятно малая передача импульса из-за столкновения электрона с атомом может, тем не менее, вызывать микронные перестройки материала вблизи поверхностей.

В своей дипломной работе Уильямс исследовала, как каталитически важные молекулы, такие как оксид углерода и водород, взаимодействуют с металлическими поверхностями. Она провела основополагающие наблюдения за тем, как такие молекулы организуются на поверхностях и как молекулы (которые называются «адсорбатами», когда они находятся на поверхности) взаимодействуют друг с другом. Природа таких адсорбатов и их связь с образованием структур на поверхностях определили всю последующую работу Уильямс.