MRI: Track 2 Acquisition of a TriBeam Microscope for a 3D Materials Education and Science Hub (3DMESH)

MRI:轨道 2 为 3D 材料教育和科学中心 (3DMESH) 采购 TriBeam 显微镜

基本信息

  • 批准号:
    2320030
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 193.82万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-08-01 至 2026-07-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

This Major Research Instrumentation (MRI) award supports the acquisition of a new type of microscope, the TriBeam, that generates high resolution 3D information on a broad range of materials. This includes polymers, composites, ceramics, metals, semiconductors, electrochemical and biomaterials. Such 3D data underpins the ability to design and predict the behavior of a broad array of engineering and biological systems, but often requires many months to years to acquire. This instrument dramatically speeds up the process, generating critical information in days to weeks. The TriBeam data will be deployed to design new materials for battery electrodes, additive manufacturing, wear-resistant coatings, and high power semiconductor devices. Additionally, it will enable new insights on structure and function of heart tissue and advanced materials in extreme space and nuclear environments. The instrument will also provide critical 3D data for training of machine learning algorithms and open new frontiers for the quantification of material structure and properties. To broaden the instrument’s impact, a Hub, 3DMESH, will be formed to provide TriBeam training and increase community access to 3D datasets and analysis protocols. This will benefit the broader engineering community as these new instruments become more widely available. The instrument is designated as TriBeam because it hosts electron, focused ion and femtosecond laser beams in one chamber. The femtosecond laser allows for extremely rapid (of the order of seconds) in-situ serial sectioning of millimeter squared-scale surfaces with sub-micron slice thickness, with further cleanup of the surface by the ion beam for some materials. The electron beam and other in-situ detectors enable acquisition of chemical, structural and crystallographic information from each slice. This information is subsequently processed to create 3D multimodal datasets, with all of the materials information merged. These rich modalities result in many gigabytes of data per slice, and many terabytes of data per dataset - requiring simultaneous development of methods for data management, analysis, and sharing. Large volumes at sub-micron resolution are critical for understanding the mechanisms that govern mechanical, electronic, and magnetic properties in a wide range of materials, since they are often governed by the presence of microstructural features or layered structures at the 1-100 micrometer scale. Examples include additively manufactured metallic structures with 100 micrometer-scale melt pools; melt tracks, transistors and diodes in electronic and light emitting device structures and soft; and biological materials that possess complex structure at the microscale, cellular and tissue levels.This project is jointly funded by the Major Instrumentation Research Program (MRI) and the division of Civil, Mechanical and Manufacturing Innovation (CMMI).This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
这项重大研究仪器(MRI)奖支持收购一种新型显微镜TriBeam,该显微镜可在各种材料上生成高分辨率3D信息。这包括聚合物、复合材料、陶瓷、金属、半导体、电化学和生物材料。这种3D数据支持设计和预测各种工程和生物系统行为的能力,但通常需要数月至数年的时间才能获得。该仪器大大加快了这一过程,在几天到几周内生成关键信息。TriBeam的数据将用于设计电池电极、增材制造、耐磨涂层和大功率半导体器件的新材料。此外,它还将使人们对极端太空和核环境中心脏组织和先进材料的结构和功能有新的认识。该仪器还将为机器学习算法的训练提供关键的3D数据,并为材料结构和性能的量化开辟新的领域。为了扩大该仪器的影响力,将成立一个名为3DMESH的中心,提供TriBeam培训,并增加社区对3D数据集和分析协议的访问。这将有利于更广泛的工程界,因为这些新的仪器变得更加广泛。该仪器被指定为TriBeam,因为它在一个腔室中容纳电子、聚焦离子和飞秒激光束。飞秒激光允许非常快速(秒级)的毫米平方级表面的原位连续切片,具有亚微米切片厚度,并通过离子束对某些材料的表面进行进一步清理。电子束和其他原位检测器能够从每个切片中获取化学,结构和晶体学信息。这些信息随后被处理以创建3D多模态数据集,其中所有材料信息被合并。这些丰富的模式导致每个切片有数GB的数据,每个数据集有数TB的数据-需要同时开发数据管理,分析和共享的方法。亚微米分辨率的大体积对于理解在广泛的材料中控制机械、电子和磁性的机制是至关重要的,因为它们通常由1-100微米尺度的微观结构特征或分层结构的存在来控制。例子包括具有100微米级熔池的增材制造的金属结构;电子和发光器件结构中的熔化轨道、晶体管和二极管以及软材料;以及在微观、细胞和组织水平上具有复杂结构的生物材料。该项目由重大仪器研究计划(MRI)和土木、机械和制造创新(CMMI)。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Tresa Pollock其他文献

New frontiers for the materials genome initiative
材料基因组计划的新前沿
  • DOI:
    10.1038/s41524-019-0173-4
  • 发表时间:
    2019-04-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.900
  • 作者:
    Juan J. de Pablo;Nicholas E. Jackson;Michael A. Webb;Long-Qing Chen;Joel E. Moore;Dane Morgan;Ryan Jacobs;Tresa Pollock;Darrell G. Schlom;Eric S. Toberer;James Analytis;Ismaila Dabo;Dean M. DeLongchamp;Gregory A. Fiete;Gregory M. Grason;Geoffroy Hautier;Yifei Mo;Krishna Rajan;Evan J. Reed;Efrain Rodriguez;Vladan Stevanovic;Jin Suntivich;Katsuyo Thornton;Ji-Cheng Zhao
  • 通讯作者:
    Ji-Cheng Zhao

Tresa Pollock的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Tresa Pollock', 18)}}的其他基金

DMREF: Accelerating the Design and Synthesis of Multicomponent, Multiphase Metallic Single Crystals
DMREF:加速多组分、多相金属单晶的设计和合成
  • 批准号:
    1534264
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 193.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Metals and Metallic Nanostructures Workshop; University of California, Santa Barbara; June 13 - 14, 2012
金属和金属纳米结构研讨会;
  • 批准号:
    1240627
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 193.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
DMREF: GOALI - Discovery, Development, and Deployment of High Temperature Coating/Substrate Systems
DMREF:GOALI - 高温涂层/基材系统的发现、开发和部署
  • 批准号:
    1233704
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 193.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
New Intermetallic Strengthened Cobalt Alloys
新型金属间强化钴合金
  • 批准号:
    0906916
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 193.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
International Center for Materials Research
国际材料研究中心
  • 批准号:
    0843934
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 193.82万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
New Intermetallic Strengthened Cobalt Alloys
新型金属间强化钴合金
  • 批准号:
    1008659
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 193.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
2004 Physical Metallurgy Gordon Conference; Plymouth, NH
2004年物理冶金戈登会议;
  • 批准号:
    0431987
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 193.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
GOALI: Microalloying and Improvement of the Solidification Characteristics of Nickel-Base Single Crystals
目标:镍基单晶的微合金化和凝固特性的改善
  • 批准号:
    0127689
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 193.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
The Role of Carbon in Solidification of Nickel-Base Single Crystals
碳在镍基单晶凝固中的作用
  • 批准号:
    0096064
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 193.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
The Role of Carbon in Solidification of Nickel-Base Single Crystals
碳在镍基单晶凝固中的作用
  • 批准号:
    9807648
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 193.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

离散动力系统余维 3 退化的强共振分岔理论
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
面向轨道交通智能监测系统的低频能量收集技术研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
低轨道星间激光通信光纤放大器
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
温度与徐变耦合作用下无砟轨道-简支梁体系变形演化机理与预测
  • 批准号:
    QN25E080047
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
城轨交通弹性车轮研制及应用
  • 批准号:
    2025JK2070
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
少样本条件下基于声发射的道岔区轨道 损伤识别研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于轨道物流的智能搬运机器人技术装备研发
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
低轨星座定位定轨理论与技术
  • 批准号:
    JCZRQT202500073
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
中国南海沉积记录的构造-轨道尺度中新世气候转型期东亚夏季风的演变
  • 批准号:
    JCZRQN202500090
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
发展非平衡多轨道FLEX+DMFT理论方法研究低维强关联电子系统
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

MRI: Track 1 Acquisition of a High-Performance Computing System at New Mexico Tech
MRI:新墨西哥理工学院高性能计算系统的第一轨道采购
  • 批准号:
    2320162
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 193.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Equipment: MRI: Track 2 Acquisition of a Novel Performance-Driven 3D Imaging System for Extremely Noisy Objects (NPIX)
设备: MRI:第 2 道采购新型性能驱动的 3D 成像系统,用于极噪物体 (NPIX)
  • 批准号:
    2319708
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 193.82万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
MRI: Track 1 Acquisition of a High-Resolution Quadrupole Time-of-Flight Mass Spectrometer with Diverse Inlet and Ionization Capabilities for Chemical Analyses
MRI:轨道 1 采购具有多种入口和电离功能的高分辨率四极杆飞行时间质谱仪,用于化学分析
  • 批准号:
    2319939
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 193.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
MRI: Track 1: Acquisition of an Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer to Quantify Trace Metal Ions Enabling New Research and Research Training at Barnard College
MRI:轨道 1:购买电感耦合等离子体质谱仪来量化痕量金属离子,从而在巴纳德学院实现新的研究和研究培训
  • 批准号:
    2320054
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 193.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
MRI: Track 1 Acquisition of a Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-flight Mass Spectrometer for Analysis of Macromolecules
MRI:轨道 1 获取用于分析大分子的基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱仪
  • 批准号:
    2320090
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 193.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
MRI: Track 3 Acquisition of a Helium Liquefaction and Recovery System for METRIC NMR Laboratories at NC State
MRI:轨道 3 为北卡罗来纳州 METRIC NMR 实验室采购氦液化和回收系统
  • 批准号:
    2320092
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 193.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Equipment: MRI Track 1: Acquisition of Flow Cytometer
设备:MRI 轨道 1:流式细胞仪的购置
  • 批准号:
    2320130
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 193.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
MRI: Track 1 Acquisition of a Nanoparticle Tracking Analyzer to Enhance Nanomaterial Research
MRI:Track 1 采购纳米粒子跟踪分析仪以加强纳米材料研究
  • 批准号:
    2320201
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 193.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Research Infrastructure: MRI: Track 2 Acquisition of Data Observation and Computation Collaboratory (DOCC)
研究基础设施:MRI:数据观察和计算合作实验室 (DOCC) 的轨道 2 采集
  • 批准号:
    2320261
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 193.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Equipment: MRI: Track 2 Acquisition of a Hydraulic and Sediment Recirculation Flume to Advance Fundamental Research in Urban Stormwater and Fluvial Processes
设备: MRI:轨道 2 获取水力和沉积物再循环水槽,以推进城市雨水和河流过程的基础研究
  • 批准号:
    2320356
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 193.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了