大家好，我叫乔希·帕森斯，是北方大学的学生雇员 科罗拉多大学关系小组. 在本期播客中，创意内容制作人， 凯蒂·科德采访皇冠app官方版下载学生雅各布·弗莱. 雅各布是物理专业的大四学生 从极光.

Jacob received over $1,000 in funding from the Office of Undergraduate 研究 to 用两种纳米技术比较鲨鱼牙齿的化学组成. 纳米技术 is basically science, engineering and technology conducted at the nanoscale, equal 精确到十亿分之一米. 它使研究人员能够看到物品的生动图像 在原子和分子尺度上.

The first technology he used was an Atomic Force Microscopy, or AFM; this measures 物品的高度、摩擦力和其他特性. 第二个是扫描 Electron Microscopy, or SEM; this creates images of surface characteristics, such 地形和组成.

From this, he created lab curriculum that will be used during the spring of 2019 as 这些纳米技术的操作指南.

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 你能给我描述一下你的研究吗?

最初，当它开始的时候，我只是想用一些东西来观察这些鲨鱼的牙齿 那不只是我的眼睛. 我想看看我能从这种新形式中学到什么 用显微镜看看下面还有什么，骨头里有什么? 但基本上 看看这些电子的化学反应和不同的化学反应 are trace elements in these fossils and seeing first of all where their environment 它们是什么时候死的，吃了什么，希望能从中得出一些结论.

我的研究是通过观察死鲨鱼的牙齿来确定它们 鲨鱼活着的时候就是这样. 从那时起，我想了解更多皇冠app安卓下载安装纳米科学的知识 因为它真的被忽视了，它在我们做的每件事中都很关键. 如果你做的差不多 any research now, you’re going to need a nano instrument, so I wanted to learn how 使用它们，这样我就可以教别人使用它们.

这些牙齿上有什么化学物质呢?

It depends on the ocean, so this is a little Squalicorax — they call it the, “crow 鲨鱼.” They do that because they’re basically slicing into flesh, so you’re going to get silicone dioxide, which what does that mean to anyone not in science? 它没有 对我来说有什么意义，老实说，我必须谷歌一下. That’s in everything; it’s in living tissues, so as something that seared and ripped flesh, it’s still sharp. 它会 to have that trace amount, not only because it’s a fossil, and it’s in that living 生物体，而是因为它从生物体上撕下肉. 所以，当这个下降到 海底有那种化学成分. 但那是非常短的时间 包裹了一层金，所以电子会发生反应，我可能会把它做成项链， 所以它有黄金的痕迹. 它当然也含有钙——骨头就是由钙构成的 还有盐，这在海洋中是很常见的.  

你的研究基本上是…你使用了两种不同的成像能力和局限性 原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)之间的区别 显微镜.  

It sounds like you started off with the AFM, so I assume that’s more of the norm, 然后你决定用另一种成像工具来测试，扫描电镜，所以你可以 我们来总结一下这两个?

AFM基本上就是盲文. 你知道盲人是如何使用凹凸不平的 一些东西，他们就会知道文本的意思? 这个东西用的是 显微镜盲文. 它是对表面上的凹痕和凸起的感觉 basically electrons repulse each other; they do not want to be close to each other, and so, that force that’s causing a little leaver to bounce back and forth, it is 被激光读取，这就是构建图像的过程. 所以，从这里开始， 你可以看到基本的地形，一个3D地图. 事实证明这真的很难 因为一纳米对于原子力显微镜来说是一个峡谷. 众所周知，牙齿 弯曲，所以原子力显微镜的图像实际上并没有那么惊人. 我不得不打破 the 牙齿 and sand them; I actually went to 首页 Depot to get proper tools, and even 然后，你只能在所有的牙齿上看到一个基本的图案，所以无论如何 我观察的物种，相同的模式，几乎就像波浪会出现在 牙齿. 所以，我的研究指导老师，Dr. 宋，说你应该用这个乐器 this instrument, and she suggested like probably four other ones, and I was like, “好的，扫描电镜，我能做到.于是，我去了那家.

什么是SEM?               

让我告诉你，扫描电镜是一个怪物. 扫描电镜就像普通的显微镜 从某种意义上说，它利用光，将一束电子束聚焦在样品上， 这就是为什么那颗牙齿被镀金了因为你想要这些电子 进行. 骨头，它不利于传导，所以基本上，我专注于 beam, and depending on how the beam bounces back, I can determine what elements are in there because every element’s different; they’re all individuals to a certain extent. 这基本上就是扫描电镜的工作. 它还有其他一些功能，比如EDS， 这只是一个元素分析，这就是我如何确定这颗牙齿的成分 is. 我认为这就是要点.

你也说过，它的细节更生动?

哦,是的. Going from AFM and then looking at an SEM picture, it’s more intuitive for the human eye because with the AFM it’s sort of like going to the moon and trying to determine all these geographical landmarks and then going out to your backyard 用扫描电子显微镜，你就知道每一件事了.

所以，它给了你一个更具描述性的画面，你正在看的是一个模糊的， broad picture; therefore, by doing that, you were able to analyze the 鲨鱼 牙齿?

Yeah, the AFM does have some potential on really flat things like I have a picture 我身后的一个CD压印机，这很奇怪，你永远不会想到CD是什么样子的 但确实是这样. 它看起来几乎像鳄鱼的皮.

你能解释一下纳米科学吗?

这是一门非常小的科学，不是量子，而是纳米. 问题是 纳米科学面临的问题是它非常昂贵. 几周前我被吓到了，我 我以为我把AFM机器上的悬臂尖端弄坏了，这是非常昂贵的 修复. Luckily, I was just being stupid, but there is that financial limitation to the 研究，这就是为什么我的部分目标是制定一个计划，让本科生们暴露出来 在不破坏整个部门的前提下，尽早发展纳米科学.

So how are you going about doing that on the more academic curriculum side?

Well, the labs actually kind of wrote themselves because I am a student, and I can think how they’re thinking because I am in a lab 物理 course right now. 我认为 最大的挑战是把它压缩成一个实验环节，也许是两个. That was very difficult because, especially with the AFM, you can spend an entire 我只是想办法打开它，然后成像. 这并不一定 这对SEM来说是个挑战，因为有足够的教程，而且非常直观 because it’s visual; whereas, it’s using quantum mechanics, which any quantum physicist 会告诉你他们不懂，所以这是一个很大的挑战.

基本上，你是为对纳米科学感兴趣的本科生研究人员带来的. How long have you been doing that, and how many classes have you helped shape?

可能只有一个直接的，就是下学期的实验课，实际上我 taking and that’ll be interesting because it’s like I’m testing my own hypothesis, but 我认为 indirectly it will shape a lot of future courses because it may unlock 这些工具的潜力.

因为现在，我们在这学期的课程中做了很多实验 已经做了一个多世纪了吗. 它们是很好的实验，它们教你如何 想想临界，但如果你想作为物理学家、化学家、生物学家进入工业界， 任何基于今天的创新的东西，你都不能玩弄一个灯泡， 这样做不会获得技术优势.

That’s really fun to see how it turns out because that could influence the future 皇冠app官方版下载的研究和课堂.

I’m scared because to me these labs are like I can go through them in 30 minutes, 所以我不想让它们太长，所以我们会看看我是否做了可怕的实验室 那得花几个星期!

回到本科研究资助办公室，你能描述一下你的资助吗 收到了，你是如何得到它的，比如所涉及的步骤?

这真的很简单. 所以，我只是发了一篇小文章，所有这些初步的信息， 我也没指望能拿到我要求的全额，但申请的人不够多; 申请研究经费的人很少，所以我比较幸运 很快我就筹到了资金. 所以，我甚至不打算买样品 until mid-July, and it might have been early June, maybe even May, of last year, I got the funding, and it was sort of like a teenager who gets their first paycheck, 我只是挥霍了一下. 我找到了白垩纪中期最好看的牙齿.

你收到了多少资金?

大概一千，稍微多一点.

这就涵盖了你需要的一切?

It did, and I was worried that I wouldn’t receive enough to cover a Megalodon tooth 因为它们是有史以来最大的鲨鱼，你可以多收一分钱 为他们.

那么，是什么让你进入物理学的呢? 因为这是一个挑战?

我想学物理，因为它很难. 我每天都在和它斗争. 你会。 college to get something you couldn’t otherwise get, and I could not teach myself 物理如果我尝试. 我需要被推动，我需要那些几乎要哭出来的日子. 我认为这是一个很好的花钱方式.  

你能描述一下这项研究的最终目标是什么吗 下一个步骤?

我的最终目标是让学生们喜欢纳米科学. 他们能看到其中的潜力 it. Because nanoscience isn’t just a series of instruments that measure quantity. They’re not just scales where you put sample on and write down your notes. 我认为 that was the big thing I learned from this, and where future research can jump off from is there is more to look at with even just 鲨鱼 牙齿 because I did not hit the full potential of the AFM there are other ways of using this machine. 你可以 得到一个AFM，在水中，在真空环境下工作，这可能会给你完全 不同的结果. 你可以调整这台机器的参数，使它几乎像 一个艺术项目.

你能描述一下皇冠app官方版下载和这里的教师是如何帮助你完成这项研究的吗 这笔资金?

我认为 I am in a unique position on this campus where my department, 物理, they 真正关心本科生，这很少见，因为在大多数机构里，研究生 教本科生，但我们没有研究生课程，教职员工都在努力保住 只招收本科生这样他们就能关注我们了. 我想他们只是走出去了 their way to make sure everyone is understanding things, but they don’t coddle us. 与此同时，他们也支持我的研究，他们总是说， 尤其是博士. 宋，她总是给我文章看，给我提供新的 信息，使事件和机会成为可能. 我认为他们非常支持我.

Would you say UNC is a unique institution for supporting undergrad research outside of the, what would be considered, norm in undergrad research at other places?

我认为我的部门和其他很多部门都很了不起. 我认为这是其中之一 少数几所大学把教育放在第一位，把钱放在第一位 他们的后脑勺，这是非常难得和难能可贵的.

谢谢你，雅各布，谢谢你花时间做这些调查.

当然谢谢你了.

祝你好运.