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          学生研究机会

          无论他们是在罗德与教师合作或参与的许多NSF资助的研究经验,本科生计划之一,鼓励学生和他们的研究呈现的支持。这是很平常的一大四毕业物理专业已经参加了几个国家会议和在研讨会的演讲给予正式发言既研究受众在其工作领域以及普通观众

          与教师的研究

          的罗德物理系感兴趣的领域和他们与学生合作

          博士。 shubho班纳吉

          •     磁流体
          •     iionic液
          •     脂膜

          博士。布伦特霍夫迈斯特

          •     超声波反向散射临床骨评估

          超声被越来越多地用作用于骨疾病如骨质疏松症的诊断工具。商用超声装置通过使用需要两个超声换能器传输技术被放置在骨上的任一侧。这严重限制了超声波审讯进入的地区。我们正在开发只需要一个转换器反向散射技术。我们已经发现,高频(5-10兆赫)反向散射与骨密度和骨的机械性能显著相关。

          •     在身体上的磁感应的电流的医用植入物的效果

          谁接受MRI扫描患者暴露于在他们的尸体被快速切换的梯度磁场产生的感应电流。这些电流被认为是太弱,导致严重的问题,如心脏刺激。然而塑料和金属植入物的上这些电流的影响是未知的。我们已经开发了一个实验装置来研究这些效应。我们已经发现,塑料植入物可以有非常大的影响,我们正专注于这一点,因为(不同于金属植入物)我们的注意力没有其他人正在考虑它。我们还开发了基于库仑定律,并与我们的实验符合得很好法拉第定律的理论模型。

          •     水泥固化过程的超声波表征

          超声波是众所周知的无损检测(NDT)的应用程序。我们使用超声波技术来表征各类水泥的固化过程。这包括骨水泥和粉煤灰(驱动电机厂煤的废品)修改结构水泥。声衰减(如在固化过程中作为时间的函数测量)的超声波速度,因为它们固化已被证明在这些水泥的性质的改变非常敏感。

          很多学生显著我的研究作出了贡献,我很感谢他们的辛勤工作。这些学生与他们的贡献简要说明一起列出。

          •     大卫·约翰逊07 - 大卫进行人类的松质骨的超声波反向散射测量在所述频率范围0.6-15兆赫
          •     约翰janeski '07 - 约翰进行人类的松质骨的超声波反向散射测量在所述频率范围5-10兆赫
          •     布赖恩施泰纳特'06 - 布赖恩机械测试超声研究中使用人骨标本。
          •     丹尼尔keedy '06 - 丹尼尔在频率范围0.6-15兆赫进行人类的松质骨的超声波反向散射测量。
          •     泰勒惠利'05芯片哈蒂根'05 - 泰勒和芯片分析的外科手术暴露心脏的视频,以研究心脏机械如何应对弱交流电刺激
          •     garney考德威尔05 - 碎屑在频率范围2.5-7.5兆赫进行松质骨的超声波反向散射测量。 
          •     德鲁海岸'05 - 德鲁开发的实验和理论模型来描述的电流在体内有多弱诱导期间MRI用塑料医疗植入物相互作用的扫描。
          •     约翰·塞克斯顿'04 - 约翰期间弱交流电刺激测定的心脏的左心室的面积和壁厚。
          •     STU约翰斯顿'03 - 弱电刺激时心脏的STU处理超声图像。
          •     查德·琼斯'03 - 碎屑在频率范围2.5-7.5兆赫进行松质骨的超声波反向散射测量。
          •     汤姆·奥哈拉'03 汤姆 - 弱交流电刺激过程中分析超声“M型”心脏图像。他还开发了一个计算机模型来模拟M模式数据。
          •     朱莉auwarter '01 - 朱莉曾在两个主要项目。第一个涉及监测骨水泥的固化过程超声。骨的第二参与超声测量之前和骨髓中除去之后。
          •     安迪·惠滕'00 安迪 - 在频率范围1-3兆赫进行松质骨的超声测量。 
          •     史蒂夫·史密斯'00 - 史蒂夫过程中电除颤电击研究超声心脏图像。
          •     将麦金尼'00 - 将微弱的电刺激过程中研究了心脏的超声图像。

          博士。安妮唯雅诺

          我目前的研究项目 在区域 生物材料 - 这是在人体内用于恢复或增强功能的材料。金属合金,塑料,和动物来源的材料中的各种从人工关节到新的心脏瓣膜,以对眼睛新的镜头应用程序正在使用。

          聚乙烯在关节假体
          超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是在大的人类关节假体的主要成分。它非常适合发挥这些设备软骨的作用,由于其良好的生物相容性和许多相关的机械性能的高值。与在假体使用UHMWPE的相关的关键问题之一是在使用过程中微观结构聚合物粒子(磨损颗粒),这可能会导致不利的生物反应如骨质溶解的释放。虽然治疗如γ辐射诱导的交联,已经开发,以减少磨损颗粒产生,非常知之甚少这些治疗如何影响微观结构,这是从根本上与机械性能。我们使用透射电子显微镜(TEM)或原子力显微镜(AFM)来可视化UHMWPE的微观结构。聚合物链被排序并堆叠成长,蠕虫状薄片从而使该材料的结晶性能(图像上方)。薄片之间,所述链随机取向的,这赋予无定形的(玻璃等)的品质到UHMWPE。我们的实验室已开发出新的分析技术,使微观结构参数,可相关材料的性能特性的量化。 

          生物学相互作用和植入物合金的变形例

          在人体内生物环境是化学活性和腐蚀性之一,这是在体内释放的金属离子进入血流的植入物的一部分组金属合金的腐蚀。这可能会导致有毒的,免疫炎症反应。幸运的是,大多数金属合金自然地形成在其表面上的保护性氧化物层,并且该层的抗蚀剂腐蚀到一定程度。对于暴露于细胞介质植入物合金此耐腐蚀性的性质和进化目前正在研究。细胞与金属表面的附着,当这些装置被放置在生物环境中的天然发生,导致在金属表面的结构和化学的变化。这些变化改变保护性氧化物层,因此,金属的耐腐蚀能力。在金属的腐蚀特性的变化,则可能会影响细胞附着到金属表面的能力。因此,金属的腐蚀受到外部环境有所操纵,但在同一时间环境是由腐蚀的影响。我们进行了研究钛和不锈钢的腐蚀为细胞附着和生物环境的功能,具有提供更好的对金属植入物组件的组织附着,这是在追求更持久和性能更好的植入物的必要的理解的目的。在右边的图像示出了一个典型的髋关节植入物的部件。

          我很感谢许多学生谁与我的各种研究项目合作(黑体的名字都在审阅出版物的合着者):

          • •    克莱尔delbove '11 - 超高分子量聚乙烯磨损颗粒
          • •    贾斯汀于贡'09 - 超高分子量聚乙烯磨损颗粒
          • •    德鲁·斯科特'07 - 超高分子量聚乙烯结构
          • •    亚光柄'04 - 交联超高分子量聚乙烯
          • •    肖恩·麦凯纳'04 - 纳米CuO的表征
          • •    卡林斯宾塞'03 - 超高分子量聚乙烯表征
          • •    尼尔脱颖而出'03 - 超高分子量聚乙烯结构
          • •    本·埃文斯'03 - 超高分子量聚乙烯表征
          • •    劳伦GLAS '03 - 合金的RF发生器制造
          • •    朱莉娅auwarter '01 - 骨水泥的改性羟基磷灰石

          研究经验本科生(REU)项目
          由国家赞助 

          科学基金会

          细胞核
          物理学实习搜索数据库

          学生研究摘要

          研究是物理教育的重要组成部分。在罗得岛,物理学专业的学生积极参与研究的整个四年。许多即将毕业的物理学专业的学生有两个或两个以上的暑期研究经验,它是不是在所有不寻常的我们优秀的本科生是研究出版物的合着者。

          学生研究摘要:2008

          克莱尔delbove '11
          亚微米超高分子量聚乙烯耐磨颗粒
          顾问:安唯雅诺(CQ9)
          一个典型的髋关节置换植入物是由钴铬“球”和超高分子量聚乙烯的“插座”。由金属穿着向下塑料原因植入失败产生的磨损颗粒。它以了解粒子如何以及在何处从散装材料打破对我们研究粒子和散装形态重要,我们正在研究非常,非常小的颗粒(我们试图最小的已经过滤了0.03微米的过滤器)。我们用TEM和SEM检查颗粒。 

          加文·弗兰克斯09
          在失重带电球体的二进制轨道运动
          顾问:布伦特霍夫迈斯特和deseree迈耶(CQ9)
          库仑静电和牛顿的万有引力定律的法律类似的数学形式的预测,两个相反电荷的球体应该能够在他们仅使用电动力引力质量中心二进制的轨道移动。来测试此预测,我们试图实现在失重相反电荷的石墨涂覆泡沫聚苯乙烯球之间的二进制轨道。我们在2008年7月进行的实验一架美国航空航天局的专业飞机,被称为“失重奇迹”,它模拟失重条件。

          贾斯汀于贡'09
          在x射线毛细管光学制造减振
          顾问:唐纳德bilderback(康奈尔大学)
          玻璃毛细管光学器件从同步加速器光源用于聚焦X射线。康奈尔高能同步加速器源(棋)毛细管的质量本代光源匹配良好,但改进将有必要采取的计划设施,如能量回收直线加速器(ERL)的优势。的主要障碍是小半径轮廓误差和在从恒定直径玻璃管抽吸到椭圆形状的毛细管中心线振荡。该项目的重点是在毛细管制造和分析系统,最大限度地减少机械振动。毛细管错误之前和之后的结构支撑的添加进行比较;发现这些补充,减少错误,使一些最好的毛细管光学迄今为止的绘制。 

          珍娜·史密斯09
          袜子和夏令营
          顾问:加里·怀特和唐娜锤(物理的学生的社会)
          社会物理系学生的一大重点是宣传,无论是在本科院校和社区。每年,物理的学生暑期实习生的社会发展和放在一起SPS宣传催化剂套件,或袜子。 2008年试剂盒的主题是“金波”,它包括三个主题:偏振,声波和反射和折射。每个主题的用途好玩的玩具,如龙清泉,boomwhackers®,和吉露果子冻从事大学生和中小学生的喜爱。袜子和社会的重点推广的发展是由工作的机会与在马里兰大学的材料研究科学与工程中心的夏令营补充。 

          布拉德·泰勒09
          静电轨道的稳定性
          顾问:shubho班纳吉(CQ9)
          今年夏天教授。纳吉和分析i两个带电的导电球轨道彼此之间的轨道稳定性。而在方式行星之间的引力轨道相似的,静电的轨道偏离,如极化的结果是,与典型的1 / R2行为两个球体更接近彼此。占我们的情况数学理解这样的现象,我们发现静电轨道的本质是微妙但引力轨道有着根本的不同。我们专注于轨道的稳定性。 

          乔希福克斯'11
          分子马达速度冷却效应
          顾问:乔治shubeita(德克萨斯大学奥斯汀)
          分子马达是细胞内的主搬运机构。由于距离货物运输比电机本身大得多,电机亲自前往沿着微管的货物。我做的工作主要集中在两个这些电机,驱动蛋白和动力蛋白,以及他们在果蝇胚胎的运动。在尝试更好地表征这两个马达的物理运动,我调查较低的温度是否会降低电动机的速度。 

          特拉维斯rasor '10
          磁性液体的神秘形状
          顾问:shubho班纳吉(CQ9)
          磁性液体是不断移动的磁性粒子的混沌混乱。颗粒不能在没有首先转变可检测的磁场赞同和施加成固体。大量的研究量已经完成进入创作的液体是有序的(所有对齐的粒子)没有变成固体。订购磁性液体进行了理论预测,但从来没有实验观察。这种液体将有磁性能和有趣的应用。但会是什么磁性液体中的样子一滴?我们的主要目标这个夏天是确定使用计算机模拟一个自由悬挂的磁性液滴的形状。与表面的Evolver我们成功地编程的液滴的工作模型,并确定几个可能的形状为这个神秘的杰作。

          凯尔西dudziak '11
          介绍了核物理和e-GOS方法
          顾问:deseree迈耶(CQ9)
          核物理是物理学的一个部门,与原子的核交易。它是微小的颗粒,称为核子,从而弥补了细胞核,并有助于结构和细胞核的行为的研究。电子GOS(E-γ超过自旋)的方法是,使我们能够经验性地测定细胞核的结构的方法。我们通过与完美谐波振动器的理想极限和轴向对称转子,这是已知的限制比较实现这一这种帮助确定细胞核是否需要球形或变形的形状。我们为了验证该方法,因为它是核的公知的区域施加电子GOS方法在稀土区核的晕带。最后,我们根据增加的核子数,使我们可以看到从振动到旋转核过渡布置在曲线图。

          贾斯汀勒布朗'09
          101pd的伽玛射线光谱
          顾问:deseree迈耶(CQ9)
          核形状通常被描述为的核子数的函数。越接近核接近闭壳,就越有可能细胞核为球形。一种简单的方式来描述一个特定的核的形状的变化是由于使用电子伽马过自旋(E-GOS)方法其角动量的函数。我们在耶鲁大学赖特核结构实验室进行使用ESTU串联范·德·格拉夫粒子加速器实验。在实验中,在大众百个地区的许多核合成。数据过多被获取作为该实验的结果,我已经进行的分析处理的任务。我将讨论E-GOS方法,这是内正在执行我的研究框架。我也将使用γ射线光谱给出一个简单的引入分析和提供迄今所获得的结果的总结和解释。这项工作是由美国能源部资助项目DE-FG-91er-40609和罗得岛的关心。 

          奔09米
          对玻璃纤维的残留性质点对多点高速冲击损伤的作用增强的乙烯基酯的复合材料
          顾问:博士。乌代维迪(伯明翰阿拉巴马大学)
          复合材料在军事上的应用越来越广泛,由于其重量轻,强度高的特点。军用车辆和结构往往面临子弹火灾和碎裂的爆炸袭击事件。这样的威胁下,这些结构见证多点冲击损伤。本研究评估的点对多点高速冲击损坏模式在玻璃纤维增​​强乙烯基酯复合材料的重要性。在这种方法中,使用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)过程被制造,并用干净的钻孔或弹道学损伤强加套复合标本。创建控制损坏模式来标识对复合材料的压缩强度和刚度损伤类型,面积和定位的影响。样品进行试验后冲击(CAI)压缩和4点弯曲测试来量化和比较它们的应力屈服值和故障后,以确定其剩余的属性。从结果中,建议的是,由于与在受损样品中的应力收率降低初始损伤相关成分增加的材料的脱层。此外,损坏的区域的相对于所述装载点定位是负责的位置和在复合材料压缩破坏的程度的变化,而在更接近受损区域已观察到最大产率后表现出更积极的压缩破坏。

          学生研究摘要:2007

          贾斯汀于贡'09
          超高分子量聚乙烯的创建和分析
          超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是在关节置换最突出的聚合物。显著重量磨损分析已经做了大宗UHMWPE,但鲜为人知的是,在穿着过程中产生的磨损颗粒。定量分析和颗粒的分析小于1μm是特别缺乏。在今年夏天,我们创造了磨粒创建和分析的方法。它涉及TEM和SEM使用磨损机,粒子隔离的多个方法,和成像。我们能够分离和鉴定比100nm的,尚未做过小的粒子。粒子产生和分析方法将被呈现,以及初步数据。  

          贾斯汀勒布朗'09 
          100,101pd的伽玛射线光谱
          使用ESTU串联范·德·格拉夫粒子在耶鲁大学赖特核结构实验室加速器进行实验。在实验中,碳 - 12束加速进入锆-92靶标,并在大容量一百区域许多细胞核进行合成。数据过多被获取作为该实验的结果,以及i进行了分析处理的任务。在我的演讲,我将建立在其中进行我的研究框架,并给出一个简单的引入是利用伽玛射线光谱的过程分析。
           珍妮弗·汤普森'08 
          爆炸减轻材料:他们可以处理压力?
          这项研究的目的是调查爆炸缓和材料板载爆炸过程中保护飞机。保护层被安装到测试面板复制飞机的内部结构的垂直框架。然后将完成的板夹持到真空罐和电荷C-4的在6英寸的间隔距离被引爆。两种组合是成功的:钢筋在一侧上涂覆有热塑性弹性体的铝2024-T3的片材,并用一个芳纶支持的纤维 - 金属层压体的弹性体。铝和纤维金属层叠体是由本身无效防止面板破裂,这表明加上弹性背衬上的硬层允许保护面板断裂,同时防止机身蒙皮的破裂。    

          迈克尔towle '08 
          炸弹探测技术:使世界成为一个更安全的地方
          为了破坏的恐怖袭击,美国必须保持对炸弹探测技术的最前沿。 DNT是一个爆炸性的分子表示TNT的存在,恐怖炸弹最常使用的炸药之一。我们的任务是检测和识别DNT的使用被称为气相色谱(GC)化学检测和固相微萃取(SPME)的一个系统的存在。测试我们的检测能力,我们暴露DNT的样品给我们的风洞,其中风一吹样品过去的SPME检测装置的检测系统内。我为夏季项目是表征在风洞的风速和DNT样品的温度如何影响我们的检测DNT能力。这个项目提供了有利于保护部队的生活在伊拉克,加强机场的安全性,以及无数其他救生场景的知识。    

          韦尔奇'08 
          的散装帕尔斯测量P2VP /二氧化硅纳米复合材料
          这个夏天我用正电子源进行材料科学的研究。正电子形成一个电子形式偶素(PS)束缚态。邻 - PS-自旋三重态 - 具有寿命是成正比的孔径和用作我们的探针。我们研究了纳米复合材料的各种重量,或聚合物样品来增强性能的纳米尺寸的金属加强。从这些寿命测量提供了P2VP /二氧化硅纳米复合材料在20和170℃之间的温度下采取,我们能够以提取孔径/自由体积。那么,我们可以推断出关于相变的有价值的信息,以及机械,电子和输运性质。      
          追乐峰'08
          远程控制器和自主车辆
          我的暑假研究的目的是开发一个遥控车的PID控制器。我们使用了基于系统软件,MATLAB的,来模拟汽车的动态和发展远程对于自主轿车。    

          特拉维斯rasor '10
          便于检测的神秘来源的一种新的干涉
          干涉仪是用于进行复杂的光学测量的仪器。夏季项目的目的是测试新的干涉,这 - 原则 - 比经典的迈克尔逊和莫雷的建立一个更好的设计。此干涉仪能够分析从光利用固定部分在屏幕上产生一个单一的干涉图案,而迈克尔逊 - 莫利需要一个可动反射镜上添加的机械复杂性的另一层。此干涉仪会更适合于分析的红外光,以确定源的化学组成,因此,可以在检测爆炸物的使用。    

          追逐sliger '10 
          发现超声波反向散射测量的适宜样本量
          超声波反向散射测量表明承诺的一个很大的打击骨骼疾病,特别是骨质疏松症斗争的诊断工具。然而,站点到站点变化的生物样本可以使平均超声值很难获得。通过使用统计方法来确定对于给定的扫描适当的样本大小,一个值可以被发现,是与实际平均置信一定水平内。在超声测量由此标准扫描程序可通过这些发现可以极大地提高“。

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