การคิดนอกกรอบดีกว่าโดยการออกแบบ

คิดเล็ก ชนะใหญ่ นั่นคือแนวคิดที่ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมแบบบูรณาการของมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด (LISE)พยายามส่งเสริมมาเป็นเวลากว่าทศวรรษและมากกว่านั้น โดยการให้จุดโฟกัสสำหรับความร่วมมือข้ามสาขาวิชาในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระดับนาโน การสนับสนุนความพยายามร่วมกันนั้นและตั้งอยู่บนชั้นใต้ดินสามชั้นของอาคาร LISE เป็นชุดสิ่งอำนวยความสะดวก

ที่มีการสั่นสะเทือนต่ำมาก 

(ULV) สำหรับการสแกนด้วยกล้องจุลทรรศน์โพรบ (SPM) ซึ่งเป็นห้องเครื่องในทุกแง่มุมของความก้าวหน้าในการวิจัยที่ครอบคลุมพื้นที่ต่างๆ เช่น มีความหลากหลายเช่นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูง วัสดุทอพอโลยี และโครงสร้างเฮเทอโรโครงสร้างขั้นสูง

Joseph Gibbonsหัวหน้าของWilson HGAซึ่งเป็นบริษัทสถาปนิกในบอสตันที่เชี่ยวชาญด้านสิ่งอำนวยความสะดวกด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสำหรับลูกค้าที่เป็นนักวิชาการและลูกค้าองค์กร มีส่วนสำคัญในการพัฒนาขีดความสามารถของ ULV ของ LISE โดยอธิบายถึงห้องปฏิบัติการ ULV ใหม่

แต่ละห้องว่าเป็น “เวอร์ชันที่ดีกว่าของห้องที่ ไปก่อน” ที่นี่ เขาได้พูดคุยกับPhysics Worldเกี่ยวกับบทบาทของ Wilson HGA ในการออกแบบและการว่าจ้างโรงงาน ULV ใหม่ล่าสุดที่ LISE ตลอดจนความซับซ้อนของพื้นที่วิจัยสำหรับการศึกษาและควบคุมวัสดุแปลกใหม่ในระดับนาโน

เหตุใดสภาพแวดล้อม “เงียบ” จึงสำคัญสำหรับ SPMเป็นเรื่องของการแก้ปัญหาเป็นหลัก ด้วยการลดเสียงรบกวนและแรงสั่นสะเทือนในห้องปฏิบัติการ นักวิทยาศาสตร์สามารถผลักดันเครื่องมือ SPM ของพวกเขาให้ถึงขีดจำกัดความละเอียด โดยสภาพแวดล้อมที่คงที่นั้นยังทำให้สามารถวัดผลได้ในระยะยาว 

ซึ่งบางครั้งอาจนานถึงหลายสัปดาห์ น่าเสียดายที่สิ่งอำนวยความสะดวกของ SPM หลายแห่งตั้งอยู่ในวิทยาเขตของเมืองใหญ่ซึ่งมีเสียงรบกวนจากรถไฟ รถไฟใต้ดิน รถประจำทาง และรถบรรทุก บทบาทของฉันในฐานะสถาปนิกคือการตอบโต้แหล่งที่มาของเสียงเหล่านี้ ในขณะที่กำจัดเสียงรบกวนที่เกิดขึ้น

จากตัวอาคาร 

เช่น เสียงจากลิฟต์และเครื่องปรับอากาศคุณจะสร้างสภาพห้องปฏิบัติการที่มั่นคงในระยะยาวได้อย่างไร

แม้ว่าสิ่งอำนวยความสะดวกของ ULV จะมีมานานหลายทศวรรษ แต่ก็มีหลายสำนักคิดเกี่ยวกับความสัมพันธ์ที่เหมาะสมระหว่าง SPM และอาคารฐาน สำหรับโรงงาน ULV แห่งใหม่

ที่ LISE เราทำการวัดการสั่นสะเทือนและเสียงทั่วทั้งอาคารในระหว่างขั้นตอนการออกแบบเริ่มต้นเพื่อระบุแหล่งที่มาที่ในที่สุดก็เข้ามาในห้องแล็บจากที่นี่ เราออกแบบย้อนกลับโดยกำหนดเป้าหมายการเปรียบเทียบสำหรับช่วงของพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ความถี่เรโซแนนซ์ของฐาน 

(บล็อกความเฉื่อยมวลซึ่งเป็นที่ตั้งของกล้องจุลทรรศน์) ความถี่ธรรมชาติในแนวดิ่ง การลดเสียงผ่านโครงสร้างที่ซ้ำซ้อน และการป้องกันและควบคุม อินฟราซาวด์ (เสียงความถี่ต่ำที่น้อยกว่า 20 Hz ) สิ่งสำคัญคือเรายังเต็มใจที่จะทิ้งการออกแบบที่อิงจากแบบอย่างและกระบวนทัศน์อัตนัย

เพื่อสนับสนุนการคิดแบบ “นอกกรอบ” ในแง่เฉพาะ การคิดนอกกรอบนั้นมีลักษณะอย่างไรแนวทางการออกแบบของเรามีพื้นฐานมาจากเป้าหมายหลักสามประการ ขั้นแรก ให้แยกอาคารฐานออกจากแท่น SPM ประการที่สอง แยกอาคารฐานออกจากตู้กันเสียง (สภาพแวดล้อมรอบแท่น)

และสุดท้าย 

คุณกำลังใช้วิธีใดในการแยกส่วนประกอบต่างๆ ของห้องปฏิบัติการหลังจากการหารือเกี่ยวกับการรวบรวมข้อกำหนดกับทีมวิทยาศาสตร์ เราเลือกการแยกแบบพาสซีฟสำหรับโครงการนี้ แม้ว่าจะยังคงมีตัวเลือกสำหรับการยกเลิกที่ใช้งานอยู่ที่เครื่องมือ SPM เอง การแยกแบบพาสซีฟขึ้นอยู่กับมวล 

และโดยทั่วไป มวลที่มากขึ้นจะให้ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น การตั้งค่าการแยกของเราเป็นแบบพาสซีฟอย่างสมบูรณ์ โดยใช้สปริงลมและยางธรรมชาติการแยกตัวแบบแอคทีฟหมายความว่าอย่างไร

เราคิดว่าเราสามารถลดเสียงรบกวนรอบข้างทั้งหมดให้ต่ำกว่า 1 Hz ในทิศทางแนวนอนและแนวตั้ง

ได้หรือไม่ การแยกเสียงใดๆ ที่ใช้งานอยู่ที่เครื่องมือ SPM จริงจะไม่ต้องทำงานหนักมากนัก ระบบที่ใช้งานดังกล่าวต้องการการส่งสัญญาณแรงดันต่ำระหว่างเพียโซอิเล็กทริก ซึ่งเมื่อใดก็ตามที่รู้สึกถึงการสั่นสะเทือน จะสร้างการสั่นสะเทือนที่มีขนาดเท่ากันและตรงกันข้ามโดยอัตโนมัติ

การออกแบบพื้นที่ห้องปฏิบัติการสำหรับการวิจัยวัสดุที่ทันสมัยเป็นช่องทางที่ไม่ธรรมดาสำหรับสถาปนิก อะไรดึงดูดคุณให้เชี่ยวชาญด้านนี้?ภูมิหลังของฉันคือด้านวิจิตรศิลป์และสถาปัตยกรรม แม้ว่าจะมีความคล้ายคลึงกันระหว่างวิทยาศาสตร์กับงานที่ Wilson HGA ตัวอย่างเช่น 

ในสถาปัตยกรรม มักจะมีปัญหาที่เรากำลังพยายามแก้ไข หรือวิทยานิพนธ์ที่เรากำลังทดสอบ ในระหว่างกระบวนการออกแบบ ไม่ว่าเราจะออกแบบห้องทดลองหรือวิทยาเขตทั้งหมดก็เหมือนกันความลับในทุกกรณีคือการเข้าใจข้อกำหนดของผู้ใช้ปลายทางสำหรับสภาพแวดล้อมการทำงานที่เหมาะสมที่สุด

สำหรับชุดอุปกรณ์ที่กำหนด บ่อยครั้งที่นักวิทยาศาสตร์ไม่เคยนึกถึงสิ่งที่เรามุ่งเน้น ตัวอย่างเช่น วิธีเชื่อมต่อปั๊มสุญญากาศหรือแหล่งจ่ายไฟเข้ากับห้องแยกการแสวงหาความเงียบสงบสิ่งอำนวยความสะดวก ULV ล่าสุดในอาคาร LISE ของ Harvard เป็นผลมาจากการปรึกษาหารืออย่างกว้างขวางระหว่าง Wilson HGA และนักวิจัยอาวุโส คุณสมบัติหลักของโครงการสรุปไว้ด้านล่าง

สิ่งอำนวยความสะดวกต่ำกว่าเกรดที่มีความสูงเป็นสองเท่า : วัสดุของสิ่งอำนวยความสะดวกที่มีอยู่ประกอบด้วยส่วนผสมของคอนกรีตหล่อในที่และการก่อสร้างคอนกรีตผสมเสร็จ (CMU) สิ่งอำนวยความสะดวกที่มีอยู่เรียงรายไปด้วยพาร์ติชัน CMU ที่มีการอัดฉีดซ้ำซ้อนทั้งหมดเพื่อก่อตัวกั้นเสียงแรก

เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>ufabet