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　　一、空氣質(zhì)量和氣候

　　地球大氣層是一個(gè)巨大而復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)堆。我們努力量化人類活動(dòng)導(dǎo)致的大氣變化，并預(yù)測(cè)這些變化將如何影響環(huán)境和社會(huì)。

　　我們研究大氣中發(fā)生的多種物理和化學(xué)過(guò)程，重點(diǎn)關(guān)注顆粒物。我們研究小組的學(xué)生：

　　1) 設(shè)計(jì)和制造敏感儀器

　　2) 模擬大氣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)

　　3) 運(yùn)行區(qū)域和全球氣候模型

　　4) 使用從地球各地和繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星收集的觀測(cè)結(jié)果

　　二、能源、脫碳和可持續(xù)發(fā)展

　　我們的研究將工藝設(shè)計(jì)、優(yōu)化、流體動(dòng)力學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)的計(jì)算工作與催化和可再生聚合物的實(shí)驗(yàn)工作結(jié)合起來(lái)。學(xué)生為以下方面的發(fā)展做出貢獻(xiàn)：

　　1) 低碳和凈零碳解決方案能夠確保所有人獲得負(fù)擔(dān)得起的、可靠的和可持續(xù)的能源

　　2) 工業(yè)脫碳和二氧化碳去除技術(shù)的途徑

　　項(xiàng)目包括：

　　1) 利用現(xiàn)代間歇性能源(風(fēng)和太陽(yáng))實(shí)現(xiàn)電氣化

　　2) 碳捕獲、利用和封存

　　3) 基于低碳、可再生和回收原料的新型化學(xué)品和生產(chǎn)途徑的開(kāi)發(fā)

　　4) 新型催化劑的設(shè)計(jì)

　　三、過(guò)程系統(tǒng)工程

　　隨著我們推進(jìn)系統(tǒng)建模、優(yōu)化、機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域，我們的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)新的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算能力，以：

　　1) 改進(jìn)化學(xué)工藝系統(tǒng)的合成、設(shè)計(jì)和操作

　　2) 優(yōu)化供應(yīng)鏈和企業(yè)運(yùn)營(yíng)

　　3) 設(shè)計(jì)分子和新型材料

　　當(dāng)前應(yīng)用領(lǐng)域的示例包括：

　　1) 包含可再生能源的能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)

　　2) 可持續(xù)流程和循環(huán)經(jīng)濟(jì)

　　3) 碳捕獲和氣候變化

　　4) 稀土元素和關(guān)鍵礦物的回收

　　5) 大規(guī)模分布式系統(tǒng)

　　6) 有彈性的工業(yè)供應(yīng)鏈

　　四、生物技術(shù)和制藥工程

　　通過(guò)化學(xué)工程、分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的交叉研究，我們可以更好地了解分子和細(xì)胞對(duì)人類疾病和組織再生的貢獻(xiàn)。通過(guò)將傳輸、熱力學(xué)、藥效學(xué)和動(dòng)力學(xué)概念應(yīng)用于現(xiàn)代化學(xué)和生物技術(shù)，學(xué)生：

　　1) 開(kāi)發(fā)安全有效的藥物和基因遞送系統(tǒng)

　　2) 改進(jìn)細(xì)胞生產(chǎn)系統(tǒng)和分析檢測(cè)

　　3) 與臨床醫(yī)生合作進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用

　　4) 與行業(yè)和跨學(xué)科領(lǐng)域合作，進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)的藥物發(fā)現(xiàn)和藥物分析開(kāi)發(fā)

　　五、催化和表面科學(xué)

　　我們將實(shí)驗(yàn)表面科學(xué)和自動(dòng)化、數(shù)據(jù)豐富的實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)科學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)和分子模擬相結(jié)合，以揭示催化劑的性能如何由其結(jié)構(gòu)、組成和反應(yīng)條件決定。我們的目標(biāo)是：

　　1) 發(fā)現(xiàn)新的催化劑材料

　　2) 開(kāi)發(fā)反應(yīng)性和催化劑設(shè)計(jì)的新概念

　　當(dāng)前的重點(diǎn)領(lǐng)域包括：

　　1) 碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化

　　2) 燃料電池

　　3) 電池

　　4) 手性精細(xì)化學(xué)品的對(duì)映選擇性

　　六、軟材料和復(fù)雜流體

　　在化學(xué)工程、物理學(xué)和物理化學(xué)的交叉領(lǐng)域，我們使用微機(jī)械、流變學(xué)、光學(xué)和光譜實(shí)驗(yàn)工具來(lái)發(fā)現(xiàn)分子間力和表面力如何控制軟物質(zhì)中微米級(jí)和納米級(jí)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)。重點(diǎn)領(lǐng)域包括：

　　1) 膠體懸浮液、凝膠、乳液、泡沫和自組裝溶液

　　2) 將物理實(shí)驗(yàn)與多組分系統(tǒng)中的高級(jí)數(shù)據(jù)分析相結(jié)合，開(kāi)發(fā)可持續(xù)產(chǎn)品

　　我們的研究產(chǎn)生了新穎的分離和微反應(yīng)器技術(shù)，并促進(jìn)了配方產(chǎn)品的設(shè)計(jì)：

　　1) 藥品和藥物輸送系統(tǒng)

　　2) 農(nóng)用化學(xué)品

　　3) 涂料

　　4) 洗滌劑

　　以上是卡內(nèi)基梅隆大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)研究領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)，如果您對(duì)美國(guó)留學(xué)感興趣，歡迎您在線咨詢托普仕留學(xué)老師，托普仕留學(xué)專注美國(guó)前30高校申請(qǐng)，助力國(guó)內(nèi)學(xué)子順利獲得美國(guó)藤校入讀資格。盡早規(guī)劃和遞交申請(qǐng)，對(duì)您未來(lái)留學(xué)會(huì)更有幫助!