El ¿Y si ...? Zumbido

Mildred Dresselhaus fue convocada a la Oficina Oval en mayo pasado para lo que iba a haber sido una audiencia de cinco minutos con el presidente. Pero después de que Obama la felicitó a ella y a un compañero físico por ganar el premio Enrico Fermi, que se otorga por contribuciones sobresalientes a la ciencia energética, empezaron a hablar sobre el calentamiento global y la importancia de la ciencia básica. Antes de que se dieran cuenta, había pasado media hora. Dejó que todo su horario se arruinara, dice ella. En septiembre, viajó a Oslo para cenar con el rey Harald de Noruega y recibir el premio Kavli de nanociencia de un millón de dólares.





Millie Dresselhaus

Cuando se le pregunta qué trabajo le ha gustado más, Dresselhaus dice: En lo que estoy trabajando ahora. Y eso sigue cambiando.

Todos estos premios que he recibido recientemente ... me hicieron pensar: 'Oh, seguiré adelante por unos años más', dice Dresselhaus, de 82 años, quien fue autor o coautor de 39 artículos en 2012. Me he estado jubilando por mucho tiempo. Estoy oficialmente retirado ahora. Pero en realidad no estoy jubilado. De hecho, los siete días de la semana, la profesora emérita del Instituto de física e ingeniería eléctrica se encuentra en su oficina del Edificio 13 a las 6:30 a.m .; hasta hace poco, ella y su esposo, el profesor de física retirado Gene Dresselhaus, llegaban cada mañana a las 5:30. Le gusta estar al tanto de los más de 100 correos electrónicos diarios de colegas y ex alumnos: invitaciones a eventos, actualizaciones sobre carreras y vidas personales, y solicitudes de información sobre sus investigaciones. Sus colegas la consideran la persona a la que acudir cuando han hecho un descubrimiento interesante, pero no están seguros de qué hacer con él.

Ella ignora el volumen de su correspondencia como típica de un profesor del MIT. Pero no hay mucho de típico en Millie, como casi todo el mundo la llama.



Pionero de la nanociencia, Dresselhaus fue uno de los primeros científicos en imaginar que era posible fabricar nanotubos de carbono, que son notablemente fuertes y conducen el calor y la electricidad mejor que el carbono normalmente. Ella fue la primera en explotar el efecto termoeléctrico a nanoescala para recolectar energía de manera eficiente a partir de las diferencias de temperatura en los materiales que conducen la electricidad. Las contribuciones de Millie son enormes, dice James Tour, un investigador líder en nanotecnología y profesor de la Universidad de Rice. Ella es responsable de gran parte de lo que sabemos sobre los métodos para definir y caracterizar materiales de carbono, incluidos grafito, grafeno y nanotubos de carbono.

En el camino, Dresselhaus también se desempeñó como director de la Oficina de Ciencias en el Departamento de Energía de EE. UU., Tesorero de la Academia Nacional de Ciencias y presidente de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia y la Sociedad Estadounidense de Física, por nombrar solo algunas de sus citas extracurriculares. Ganadora de la Medalla Nacional de Ciencias y 28 doctorados honorarios, ayudó a dar forma a la física moderna incluso mientras guiaba a más de 60 estudiantes de doctorado a través del MIT y criaba a cuatro hijos en una era en la que a menudo se esperaba que las madres se quedaran en casa.

Los beneficios de la adversidad
Cuando Dresselhaus estaba comenzando, a menudo se desanimaba activamente a las mujeres para que siguieran carreras científicas. Ella dice que Andrew Lawson, su asesor de doctorado en la Universidad de Chicago, creía que las mujeres no tenían lugar en la ciencia y ni siquiera sabían en qué estaba trabajando hasta dos semanas antes de entregar su tesis. Pero no era ajena a la adversidad, ya que creció en un barrio pobre del Bronx durante la Depresión. Dresselhaus se destacó en la música y el mundo académico; a las seis estaba tomando el metro para ir a clases de violín sola. En Hunter College, la profesora de física (y futura premio Nobel) Rosalyn Yalow reconoció y alentó su don para la ciencia.



Después de asistir a la Universidad de Cambridge en un Fulbright y obtener una maestría en Radcliffe, Dresselhaus se dirigió a la Universidad de Chicago en 1953. Allí, como estudiante de doctorado de primer año, con frecuencia se encontraba caminando al campus junto al gran físico Enrico Fermi en el último año de su vida. (Hablamos de lo que él quería hablar, dice ella. Era un joven muy tímido y no pensaría en sugerir el tema a Enrico Fermi.) Ese año de conversaciones ayudó a dar forma a Dresselhaus como científico. Siempre estaba dispuesto a afrontar lo desconocido, recuerda. Siempre hacía preguntas sobre '¿Qué pasaría si esto y esto y esto fuera cierto? ¿Y si pudiéramos hacer esto? ¿Sería interesante y qué podríamos aprender? '

Abandonada por su asesor, Dresselhaus buscó a otros estudiantes y profesores como cajas de resonancia para tales preguntas mientras desarrollaba su tesis sobre magnetismo y superconductividad, reutilizando equipos recuperados para realizar sus experimentos. Hice mi tesis de manera muy independiente, así que cuando terminé, era una especie de criatura más independiente que el promedio, dice. Creo que la adversidad puede generar beneficios.

El señuelo del carbono
Dresselhaus se casó con Gene, un físico colega de la Universidad de Chicago, en 1958 y fue con él a Cornell, donde él estaba en la facultad y ella era un postdoctorado. Su hija, Marianne ’81, nació allí en 1959. En ese momento, solo dos lugares del país contrataban a un par de científicos casados: IBM y MIT. Así que en 1960 ambos empezaron a trabajar en la División de Estado Sólido del Laboratorio Lincoln, que investigó la física de los sólidos y las posibles aplicaciones del estado sólido para el ejército. El director de la división Ben Lax, PhD'49, pensó que una teoría reciente de la superconductividad no dejaba más misterios por resolver, por lo que le pidió a Dresselhaus que investigara algo más.



Millie Dresselhaus

La Reina del Carbono, como se la conoce, organiza un experimento y da una conferencia (abajo).

Millie Dresselhaus

Obligado a cambiar de marcha, Dresselhaus decidió centrarse en el carbono, y especialmente en la estructura electrónica del grafito, la forma suave y conductora de electricidad del carbono que llena los lápices. Su objetivo: explorar cómo actúa al nivel más fundamental.

Se convirtió en una de las primeras científicas en utilizar láseres para observar cómo se comportan los electrones en campos magnéticos elevados. Ese trabajo se consideró difícil y la estructura electrónica del grafito se consideró muy compleja. Así que esencialmente tenía el campo para ella sola. Había tres periódicos al año en el mundo y creo que eran casi todos míos, recuerda. En 1964, tenía cuatro hijos menores de seis años, por lo que la falta de presión competitiva resultó útil mientras hacía malabares con las exigencias de la investigación y la maternidad.



En 1967, Dresselhaus fue invitado a trabajar durante un año como profesor invitado en el MIT. La filántropa Abby Rockefeller Mauzé había establecido un fondo para apoyar a una profesora en una materia en la que las mujeres estaban subrepresentadas; las mujeres en las ciencias físicas eran extremadamente raras, por lo que Dresselhaus fue un éxito. Pronto fue contratada a tiempo completo, dice, porque nadie más estaba dispuesto a enseñar física a estudiantes de ingeniería. Lo era, a pesar de que un miembro senior de la facultad de Cornell le había dicho que las mujeres no pueden enseñar ingenieros. Dresselhaus desarrolló un curso que se centró en la física de problemas prácticos de ingeniería del mundo real. Los cursos que inició: la versión moderna de 6.732 (Física de sólidos) y lo que se convirtió en 6.730 (Física para aplicaciones de estado sólido): todavía se enseñan hoy en día y todavía se basan en gran medida en sus notas originales.

También continuó su investigación sobre el carbono y, en la década de 1970, examinó más profundamente el grafito. Es un material en capas cuyos planos están adheridos muy débilmente, y Dresselhaus quería saber más sobre las propiedades de esas capas individuales. Ella y sus estudiantes esencialmente separaron las capas colocando diferentes moléculas entre ellas y luego midieron cosas como sus propiedades eléctricas y magnéticas. Ese trabajo resultó tan fértil que el laboratorio de Dresselhaus atrajo a estudiantes de cinco departamentos diferentes mucho antes de que la investigación interdisciplinaria se hiciera popular. Resultó en unas dos docenas de tesis durante la década de 1980, y ayudó a sentar las bases para la investigación que se lleva a cabo hoy en día sobre el grafeno: láminas de grafito de un solo átomo de espesor que podrían servir como un material conductor fuerte y altamente eficiente.

Su trabajo inicial sobre grafito contenía la mayor parte de lo que ahora se ha redescubierto en el caso del grafeno, dice Phaedon Avouris, miembro de IBM y gerente de ciencia y tecnología a escala nanométrica en el Centro de Investigación Thomas J. Watson en Yorktown Heights, Nueva York.

El fondo se cae del barco
Casi todo el trabajo que tenía el laboratorio de Dresselhaus zumbando requirió el uso del laboratorio de alto campo magnético del MIT, que fue financiado por la National Science Foundation. Pero en 1990, la NSF trasladó sus fondos a la Universidad Estatal de Florida, y Dresselhaus no tenía interés en dirigirse al sur.

Aunque no aboga por buscar la adversidad, es fundamental aprender a funcionar cuando se cae el fondo del barco en el que te encuentras y tienes que mudarte a uno diferente, dice. Reexaminar quién eres y qué quieres hacer es muy valioso. Cada 20 años aproximadamente, es probablemente lo mejor que puede suceder. Cuando le sucedió a Dresselhaus en 1990, recurrió a sus conversaciones anteriores con Fermi para averiguar qué hacer a continuación. Mantienes un poco de lo que conoces como tu posición de seguridad, dice ella. Pero luego pones el 90 por ciento de tu esfuerzo en comenzar algo nuevo que no conoces.

Sabía mucho sobre carbono. Pero al continuar preguntando qué pasaría si preguntas al respecto, tomó direcciones desconocidas. En 1990, en un taller del Departamento de Defensa sobre investigación de materiales de carbono, ella y el físico de Rice Richard Smalley estaban discutiendo cómo la adición de un anillo de 10 átomos de carbono a una buckyball (la molécula C60 con forma de balón de fútbol) la transforma en C70, una molécula alargada. bola. Eso llevó a la idea de estirar aún más esas bolas en lo que se conocería como nanotubos de carbono de pared simple, cilindros enrollados de carbono de un átomo de espesor. En 1992, Dresselhaus escribió un artículo con su esposo y sus colegas Riichiro Saito y Mitsutaka Fujita postulando que sería posible fabricar nanotubos de carbono semiconductores o metálicos, que tendrían propiedades muy diferentes, simplemente alterando su geometría muy levemente. Esta idea fue sorprendente, pero en última instancia correcta. En 1994, estaba investigando las propiedades de los nanotubos en su laboratorio. Fue un gran paso adelante, dice. Los nanotubos fueron la primera cosa realmente nano.

En 1992, Dresselhaus inició otro esfuerzo de investigación cuando la Marina de los EE. UU. Pidió ayuda para descubrir cómo generar energía de manera silenciosa e invisible, sin combustión, escape ni burbujas, para propulsar submarinos en modo sigiloso. Esa solicitud la hizo pensar en el efecto termoeléctrico, un fenómeno que convierte las diferencias de temperatura en voltaje en ciertos materiales. Recolectar esa energía siempre había resultado complicado porque requiere baja conductividad térmica (para mantener la diferencia de temperatura) y alta conductividad eléctrica (por lo que el voltaje generado por la diferencia de temperatura puede fluir). Pero el aumento de la conductividad eléctrica generalmente aumenta la conductividad térmica, mientras que la reducción de la conductividad térmica también reduce la conductividad eléctrica. Al diseñar el material conductor a nanoescala, encontró una forma de controlar la conductividad térmica y eléctrica de manera mucho más independiente, dando lugar al nuevo campo de la nanotermoelectricidad. Los dispositivos termoeléctricos pueden aprovechar un gradiente de temperatura (quizás causado por el calor residual o la luz solar) para generar electricidad, o usar la electricidad para calentar o enfriar sin partes móviles. Por tanto, la importancia potencial de estos dispositivos es enorme. En la actualidad, Dresselhaus colabora con Gang Chen, quien dirige el Centro de Conversión de Energía Solar-Térmica de Estado Sólido del MIT, en la investigación para mejorar la eficiencia de los materiales termoeléctricos.

Aunque a sus alumnos les pareció un poco traumático cuando tuvo que cambiar su enfoque de investigación, ambas nuevas direcciones dieron sus frutos. Lo más fructífero es cambiar, dice.

Algunos días no es tan fácil
Dresselhaus se enfrentó al trauma de tener que cambiar de dirección en su investigación con un mínimo de alboroto. Pero a lo largo de su carrera, también tuvo que lidiar con el desafío de ser simplemente una mujer en un campo dominado por los hombres. Cuando llegó al Laboratorio Lincoln, la hija de Dresselhaus era una bebé; tener tres hijos más en los siguientes cinco años no la hizo querer a su jefe, quien dice que consideraba que cuatro hijos eran excesivos. Para los nacimientos de sus tres hijos, Dresselhaus tomó un total de cinco días de licencia por maternidad. (Uno nació en un fin de semana largo, recuerda; otro llegó en un día de nieve). Armada con un cojín grueso para conducir, regresó al trabajo.

Cuando comenzó a enseñar en el MIT en 1967, solo el 4 por ciento de los estudiantes del MIT eran mujeres (el 45 por ciento lo son ahora), y el porcentaje de profesoras femeninas era aún menor. Cuando estás tan superado en número y simplemente no ves a otras profesoras, te preguntas si tienes una oportunidad, si perteneces allí, dice ella. Algunos días no es tan fácil seguir adelante. Algunos días puede que te desanimes bastante.

Millie Dresselhaus

Hoy, Dresselhaus todavía encuentra tiempo para tocar el violín o la viola casi a diario y no tiene interés en retirarse. Dice que su trabajo la lleva a tantos lugares interesantes que es como si tuviera vacaciones todos los meses.

Pero su esposo la animó a persistir. Ella también tenía una niñera confiable. (Yo era su boleto a la educación universitaria para sus hijos, dice. Tuvimos una buena colaboración.) Su persistencia no solo condujo a una investigación notable, sino que también ayudó a cambiar las actitudes sobre las mujeres en la ciencia. De hecho, dice, su asesor de doctorado finalmente se disculpó por haberla ignorado y la invitó a dar una distinguida conferencia en su universidad. La gente cambia, dice ella. Por eso es importante que sigamos adelante, porque tenemos una buena influencia. No fue tan difícil cambiarlo.

En MIT, Dresselhaus utilizó parte del estipendio que venía con su silla Abby Rockefeller Mauzé para financiar eventos para apoyar a las mujeres. Durante unos 45 años, se reunió casi a diario con pequeños grupos de mujeres para discutir las situaciones problemáticas que enfrentaban en el MIT. Cuando trabajó en la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía bajo la presidencia de Clinton, voló a casa todos los fines de semana para reunirse con sus estudiantes de doctorado. Hoy en día, todavía ofrece talleres regulares para reforzar las habilidades de presentación y la confianza de los estudiantes.

Las historias sobre cómo ayudó a los estudiantes son innumerables. Cuando la especialización del Curso VI, Marcie Black '95, MNG '05, PhD '03, estaba luchando con la clase de Física Avanzada del Estado Sólido de Dresselhaus como estudiante de doctorado, Dresselhaus anunció que realizaría una recitación opcional antes de la clase a las 8 a. M. de la noche a un estudiante del MIT, dice Black, quien sospecha que Dresselhaus sabía que ella sería la única que vendría a esa hora). y pensando en dejar el MIT, una sola reunión con Dresselhaus la convenció de quedarse. Millie cambió mi vida, dice.

Hoy en día, aunque Dresselhaus se asegura, como siempre, de tocar música de cámara con regularidad con su familia, no está tentada en lo más mínimo a retirarse, a sentarse en la playa y relajarse. No soy muy buena en eso, confiesa. Es curioso, creo que esto es cierto para la mayoría de los profesores del MIT: disfrutamos tanto de nuestro trabajo que venir a trabajar no es un sacrificio, es algo que realmente nos gusta hacer. Si no lo tuviéramos, no estaríamos muy felices.

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