Маркус Дж. Бюлер
Американский учёный-материаловед и инженер

Маркус Дж. Бюлер
Рожденный1977
Национальностьамериканский
Гражданствоамериканский
Альма-матерУниверситет Штутгарта ( бакалавр наук ),
Мичиганский технологический университет ( магистр наук ),
Институт интеллектуальных систем Макса Планка и Университет Штутгарта ( доктор наук )
ИзвестныйВычислительное материаловедение биологических материалов , включая: структурные белки, такие как коллаген, шелк и амилоиды, промежуточные филаменты и синтетические пептидные материалы; нанонаука и нанотехнологии (углерод и производные наноматериалы); сонификация и музыкальная композиция; научное искусство
НаградыПрезидентская премия за раннюю карьеру для ученых и инженеров (PECASE), премия Гарольда Э. Эджертона за достижения в преподавательском составе, премия Национального научного фонда CAREER, Национальная академия инженерии — Frontiers in Engineering, премия Томаса Дж. Р. Хьюза для молодых исследователей (ASME), премия Росситера В. Рэймонда (AIME), премия Сии Немат-Нассер (ASME), премия Леонардо да Винчи (EMI), премия Стивена Брунауэра (ACS), премия Альфреда Нобеля (ASCE), премия Харди от TMS, премия MRS для выдающихся молодых исследователей, премия Фейнмана (теория) от Института прогнозирования, высокоцитируемый исследователь Clarivate; медаль Друкера от ASME
Научная карьера
ПоляМатериаловедение , Инженерные науки , Машиностроение , Биомеханика , Механика твердого тела , Биология , Нанонаука , Нанотехнология , Материаломика , Сонификация , Композиция , Сонификация , Классическая музыка
УчрежденияКалифорнийский технологический институт , Институт исследований металлов Макса Планка , Массачусетский технологический институт
научный руководительХуацзянь Гао
Веб-сайтhttp://lamm.mit.edu/

Маркус Дж. Бюлер — американский ученый-материаловед и инженер в Массачусетском технологическом институте (MIT), где он занимает почетную должность профессора инженерии Макафи. [1] [2] [3] Он является членом факультета на кафедре гражданского и экологического строительства Массачусетского технологического института , где он руководит Лабораторией атомной и молекулярной механики (LAMM), [4] а также членом Центра вычислительной науки и инженерии Массачусетского технологического института (CCSE) в Шварцмановском колледже вычислений . Его ученость охватывает науку и искусство, и он также является композитором экспериментальной, классической и электронной музыки, интересуясь сонификацией. [5] [6] [7] Он дал несколько лекций TED о своей работе. [8] [9]

С 2013 по 2020 год он занимал должность заведующего кафедрой гражданского и экологического инжиниринга в Массачусетском технологическом институте. [10] Его исследовательская и преподавательская деятельность сосредоточена на применении подхода вычислительного материаловедения для понимания функциональных свойств биологических и синтетических материалов, в частности, с упором на механические свойства и наноинженерию многомасштабных материалов.

Его работа охватывает материаловедение, инженерию, математику и установление связей между природными материалами и искусством посредством использования теории категорий .

Работая на стыке искусства и науки, он также является композитором музыки, интересующимся сонификацией, посредством чего он разработал метод перевода материальной структуры в музыкальную форму и наоборот, реализуя материализацию звуковой информации в дизайне белков биоматериалов. Он разработал материально-музыкальную композиционную технику.

В 2020 году он поместил возбудителя COVID-19 в музыку, продемонстрировав связь между искусством и наукой. [11] [6] [12] [13] [14]

Образование и карьера

До прихода в MIT в 2005 году он занимал должность директора по многомасштабному моделированию и интеграции программного обеспечения в Центре моделирования материалов и процессов Калтеха в Отделении химии и химической инженерии. Он получил степень доктора наук по химии в Университете Штутгарта и Институте исследований металлов Макса Планка после получения степени магистра наук по инженерной механике в Мичиганском технологическом институте и бакалавриата по химическому и технологическому проектированию в Университете Штутгарта .

Исследовать

Бюлер имеет опыт работы в области материаловедения , инженерных наук и прикладной механики . Исследования Бюлера сосредоточены на моделировании снизу вверх структурных и механических свойств биологических, биоинспирированных и синтетических материалов в различных масштабах, с особым акцентом на разрушение материалов с наномасштабной и молекулярной точки зрения, а также на разработке фундаментального понимания того, как функциональные свойства материалов создаются в природных, биологических и синтетических материалах. Он наиболее известен использованием простых вычислительных моделей для объяснения сложных явлений материалов в биологии и инженерии с точки зрения снизу вверх. Его работа по 3D-печати исследует интегрированное вычислительно-экспериментальное проектирование новых материалов, включая использование ИИ и AR/VR, а также иммерсивное моделирование. [15] [16]

Его недавняя работа была сосредоточена на применении подхода вычислительного материаловедения для изучения разрушения материалов в биологических системах, включая исследование разрушения материалов при различных заболеваниях и других экстремальных условиях в различных временных и длинных масштабах. Его основные вклады лежат в области деформации и разрушения структурных белковых материалов, таких как коллаген и шелк, [17] [18] , где его работа выявила универсальные парадигмы проектирования материалов, которые позволяют белковым материалам обеспечивать улучшенную и разнообразную функциональность, несмотря на ограниченные ресурсы (энергия, объем материала, слабые строительные блоки, такие как водородные связи и т. д.), и продемонстрировала, как эти механизмы разрушаются в экстремальных условиях и заболеваниях (удар, травма, мутации, дефекты и т. д.).

Влияние его работы было в создании парадигмы универсальности-разнообразия , объясняющей, как многофункциональность (разнообразие) свойств материалов в биологии достигается путем изменения структурных расположений немногих (универсальных) компонентов, а не путем изобретения новых строительных блоков или путем опоры на качество строительных блоков. Некоторые из текущих работ Бюлера [19] включают использование ологов , категориально-теоретической структуры для представления знаний, для кодирования структурно-функциональных отношений, присущих иерархическим материалам.

Бюлер опубликовал более 450 статей, с более чем 30 000 ссылок, [20] по теоретическому и вычислительному моделированию материалов с использованием различных типов методов моделирования, монографию по атомистическому моделированию, книгу по биоматериаломике, несколько глав книг, и дал сотни приглашенных лекций, основных докладов и пленарных выступлений по всему миру. Его работы опубликованы в рецензируемых научных журналах, таких как Nature , Nature Materials , PNAS , Science Advances , Advanced Materials , Royal Society Interface и многих других. [20]

В недавнем исследовании Стэнфордского университета он был назван одним из самых высоко оцененных исследователей мира в 2020 году, входящим в 0,09% лучших исследователей в категории нанонауки. [21] Он широко сотрудничает с экспериментальными исследователями в Соединенных Штатах, Европе и Азии. Он выступает в качестве PI и со-PI в многочисленных исследовательских грантах, включая несколько междисциплинарных исследовательских проектов, финансируемых Национальным научным фондом , Министерством обороны , Национальными институтами здравоохранения (NIH) и многими другими организациями, а также промышленными партнерами.

Преподавание

Его преподавание в MIT сосредоточено на инженерной механике, моделировании и имитации , а также на ознакомлении студентов бакалавриата и магистратуры с вычислительными исследованиями. Он преподает профессиональные образовательные курсы в областях проектирования материалов, машинного обучения и аддитивного производства. [22]

Он принимал участие в преподавании предметов MIT 3.021J Введение в моделирование и имитацию, 1.978 От нано до макро: Введение в атомистические методы моделирования, 1.545 Атомистическое моделирование материалов и структур и 1.050 Инженерная механика I. Бюлер сотрудничает с отделом IS&T MIT в рамках инициативы «Внедрение исследовательских инструментов в класс», где разрабатывает инструменты, позволяющие просто использовать многомасштабные инструменты моделирования в обучении и образовании студентов бакалавриата и магистратуры. Он также активно участвует в Программе возможностей для бакалавриата по научным исследованиям (UROP) MIT, где он выступает в качестве наставника факультета. Он является научным руководителем в Летней исследовательской программе MIT и работал научным руководителем в Мемориальном фонде Эверетта Мура Бейкера.

Он является автором учебников «Атомистическое моделирование разрушения материалов» [23] и «Биоматериаломика» [24] . В первом тексте основное внимание уделяется механическим свойствам материалов и связям между атомистической и континуальной теориями, тогда как во втором обсуждается иерархическая и мотивная структура биологических материалов.

Услуга

Бюлер является редактором или членом редколлегии нескольких международных журналов, включая PLoS ONE , International Journal of Applied Mechanics, Biophysical Journal , Acta Mechanica Sinica, Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, Journal of Engineering Mechanics, Journal of Nanomechanics and Micromechanics и Journal of Computational and Theoretical Nanoscience. С 2011 года он является соредактором главного журнала BioNanoScience, соучредителем которого он является. В 2012 году он был избран в редколлегию журнала Journal of the Royal Society Interface .

Он бывший председатель Комитета по биомеханике в Институте инженерной механики ASCE , сопредседатель Руководящего комитета по наноинженерии в медицине и биологии в ASME , член Национального комитета США по биомеханике и участвует в нескольких других комитетах в ASME , включая Комитет по механике в биологии и медицине. Он также активен в Materials Research Society в качестве волонтера-автора для MRS Bulletin , организатора симпозиумов MRS и через его участие в программе MRS Graduate Student Award. С 2010 года он является директором программы MIT-Germany (MISTI Germany). Он является главным редактором журнала Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. [25]

Награды и признания

Бюлер получил премию Национального научного фонда CAREER Award, премию ВВС США для молодых исследователей, премию ВМС для молодых исследователей и премию DARPA для молодых преподавателей. Бюлер был приглашен на симпозиум Национальной инженерной академии «Frontiers in Engineering» Национальной инженерной академии. В 2023 году он был избран в Национальную инженерную академию . [26] В 2009 году его работа была отмечена Президентской премией за раннюю карьеру для ученых и инженеров (PECASE). В 2010 году он получил премию Гарольда Э. Эджертона за достижения в факультете, премию ASME Sia Nemat-Nasser Award в 2010 году, премию Томаса Дж. Р. Хьюза для молодых исследователей в 2011 году и премию Росситера У. Рэймонда в 2011 году. В 2011 году он получил первую премию Леонардо да Винчи от EMI . Его работа была отмечена несколькими другими наградами, включая премию Альфреда Нобеля . В 2021 году он получил медаль Друкера от ASME . [27]

Ссылки

  1. ^ "Маркус Дж. Бюлер".
  2. ^ "Бюлер назван профессором Макафи". 12 ноября 2015 г.
  3. ^ Эйзенхауэр, Бертрам. «Американская высшая школа MIT: Die Mühen der Spitze». Фаз.нет .
  4. ^ ЛАММ
  5. ^ "Маркус Дж. Бюлер". Спотифай .
  6. ^ ab "Маркус Дж. Бюлер".
  7. ^ «Ученые Массачусетского технологического института перевели паутину в музыку. Это может помочь нам общаться с ними». CNN . 14 апреля 2021 г.
  8. ^ «Если бы вирус мог петь». 30 июля 2020 г.
  9. ^ «Превращение звука в материю | Маркус Бюлер | TEDxMIT». 9 сентября 2020 г.
  10. ^ "Маркус Бюлер назначен главой Департамента гражданского и экологического строительства". 30 мая 2013 г.
  11. ^ "Вопросы и ответы: Маркус Бюлер о том, как переложить на музыку коронавирус и белки, созданные с помощью искусственного интеллекта". 2 апреля 2020 г.
  12. ^ Хотц, Роберт Ли (26 июня 2020 г.). «Ученый превратил коронавирус в музыку — вот как это звучит». Wall Street Journal .
  13. ^ «Ученые превратили паутину в музыку, и это завораживающе красиво». 12 апреля 2021 г.
  14. ^ «Контрапункт: ученые Массачусетского технологического института переводят структуру белка коронавируса в музыку». 9 апреля 2020 г.
  15. ^ "StackPath". www.machinedesign.com . 10 января 2020 г. . Получено 10 декабря 2022 г. .
  16. ^ «Будущие здания могут быть сделаны из искусственной кости». NBC News . 18 июня 2013 г. Архивировано из оригинала 3 марта 2021 г.
  17. ^ Keten, S.; Xu, Zhiping; Ihle, B.; Buehler, MJ (2010). «Наноконфайнмент контролирует жесткость, прочность и механическую прочность кристаллов бета-листов в шелке». Nature Materials . 9 (4): 359–367. Bibcode :2010NatMa...9..359K. doi :10.1038/nmat2704. PMID  20228820. S2CID  17713819.
  18. ^ Крэнфорд, С.; Тараканова, А.; Пуньо, Н.; Бюлер, М. Дж. (2012). «Нелинейное поведение материала паучьего шелка дает прочные сети» (PDF) . Nature . 482 (7383): 72–76. Bibcode :2012Natur.482...72C. doi :10.1038/nature10739. PMID  22297972. S2CID  4391677.
  19. ^ Спивак, Дэвид; Гиза; Вуд; Бюлер (2011). «Теоретико-категорийный анализ иерархических белковых материалов и социальных сетей». PLOS ONE . 6 (9): e23911. arXiv : 1103.2273 . Bibcode : 2011PLoSO...623911S. doi : 10.1371 /journal.pone.0023911 . PMC 3169555. PMID  21931622. 
  20. ^ ab "Markus J. Buehler". scholar.google.com . Получено 10 декабря 2022 г. .
  21. ^ Иоаннидис, Джон ПА; Бояк, Кевин В.; Баас, Йерун (2020). «Обновленные общенаучные базы данных авторов стандартизированных индикаторов цитирования». PLOS Biology . 18 (10): e3000918. doi : 10.1371/journal.pbio.3000918 . PMC 7567353. PMID  33064726 . 
  22. ^ «Прогнозное многомасштабное проектирование материалов | Профессиональное образование».
  23. ^ Buehler, Markus J. (2008). Атомистическое моделирование разрушения материалов. Нью-Йорк: Springer. ISBN 978-0-387-76426-9. OCLC  288468196.
  24. ^ Крэнфорд, Стивен В. (2012). Биоматериалы. Маркус Дж. Бюлер. Дордрехт: Springer. ISBN 978-94-007-1611-7. OCLC  817540379.
  25. ^ «Журнал механического поведения биомедицинских материалов - Журнал - Elsevier».
  26. ^ "Национальная инженерная академия избирает 106 членов и 18 международных членов". Веб-сайт NAE . Получено 1 марта 2023 г.
  27. ^ "Медаль Дэниела К. Друкера". www.asme.org . Получено 10 декабря 2022 г. .

Общие ссылки

  • Список публикаций в LAMM
  • Сюжет NPR о 3D-печати и паутине
  • Статья в журнале Forbes о дизайне белков
  • Карьера в науке: Стратегии успеха: Советы победителей PECASE
  • В антителах, которые организм вырабатывает для нейтрализации коронавируса, есть симфония
  • AMERIKAS HOCCHSCHULE MIT: Die Mühen der Spitze
  • Раскрывая секреты шелка
  • Извлечение уроков из неудач
  • Массачусетский технологический институт исследует секрет прочности костей
  • Статья NBC о проектах зданий, вдохновленных мидиями
  • Статья в Wall Street Journal о коронавирусной работе
  • Национальная инженерная академия - Симпозиум «Границы инженерии»
  • Математическая модель может помочь в изучении заболеваний коллагена
  • Статья и трансляция радиостанции Classic FM
  • Думай мелко! Думай быстро! Атомистическая модель помогает студентам визуализировать проблемы в наномасштабе
  • Бюлер назначен на общеинститутскую должность профессора кафедры в Массачусетском технологическом институте
  • Скорость играет решающую роль в разрыве водородных связей белка
  • Исследователь Массачусетского технологического института видит большое влияние маленьких трещин
  • С. Крэнфорд, М. Бюлер, Материаломика: биологические белковые материалы, от нано до макро, Нанотехнологии, наука и приложения, т. 3, стр. 127–148, 2010.
  • Природе становится лучше
  • М. Дж. Бюлер, Т(р)инг слабости к прочности, Nano Today, т. 5(5), стр. 379–383, 2010.
  • Бюлер получит первую премию имени Леонардо да Винчи
  • Программа MIT-Germany и Фонд посевных инвестиций MIT-Germany
  • Исследователи связывают узоры, обнаруженные в паутине, с мелодиями
  • Связь с Бетховеном
  • Маркус Бюлер назначен главой Департамента гражданского и экологического строительства
  • Музыка паутины: вдохновляющая гармония искусства и науки
  • Музыка паутины: перевод белков в музыку и обратно
  • Materiomusic: наложение музыки на белки, вдохновленные коронавирусом и искусственным интеллектом
  • Лаборатория атомной и молекулярной механики Массачусетского технологического института
  • веб-сайт Массачусетского технологического института
  • Члены группы Лаборатории атомной и молекулярной механики Массачусетского технологического института
  • Публикации в LAMM
  • LAMM Twitter-сайт для новостей и объявлений
  • Сайт Маркуса Бюлера в Twitter
  • Инстаграм-сайт Маркуса Бюлера
  • Портфолио материально-музыкальных работ в Массачусетском технологическом институте
  • Google Академия
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Markus_J._Buehler&oldid=1238414823"