Πωλ Αλιβιζάτος

Παιδική ηλικία

Ο Πωλ Αλιβιζάτος γεννήθηκε στο Σικάγο, όπου και έζησε μέχρι την ηλικία των δέκα ετών, όταν μετακόμισαν με την οικογένειά του στην Αθήνα. Ο επιστήμονας έχει πει για τα χρόνια που πέρασε στην Ελλάδα ότι του επεφύλασσαν σημαντικές εμπειρίες και προκλήσεις, επειδή έπρεπε να μάθει την ελληνική γλώσσα και να «προλάβει» τους συμμαθητές του σε αυτό. Σχετικά έχει δηλώσει: «`Οταν έβρισκα κάτι πολύ ενδιαφέρον, έπρεπε σε κάποιες περιπτώσεις να παλέψω για να το καταλάβω με τον καλύτερο τρόπο που μπορούσα. Αυτή η ανάγκη να δουλέψω σκληρότερα υπήρξε ένα σημαντικό κίνητρο για μένα.» Ο Αλιβιζάτος επέστρεψε στις ΗΠΑ στα τέλη της δεκαετίας του 1970 για να σπουδάσει στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου.

Σπουδές και σταδιοδρομία

Το 1981 ο Αλιβιζάτος πήρε πτυχίο χημείας με άριστα από το Πανεπιστήμιο του Σικάγου. Το 1986 πήρε το διδακτορικό του στη φυσικοχημεία από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϋ, με επιβλέποντα τον Τσαρλς Χάρις. Το θέμα της διδακτορικής διατριβής του αφορούσε τη φωτοφυσική διεγερμένων μορίων κοντά σε επιφάνειες μετάλλων και ημιαγωγών. Στη συνέχεια πήγε στα Εργαστήρια Bell της AT&T, όπου συνεργάσθηκε με τον Λούις Ε. Μπρους και άρχισε έρευνες στο πεδίο της νανοτεχνολογίας.
Ο Αλιβιζάτος επέστρεψε στο Πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϋ το 1988 για να λάβει θέση επίκουρου καθηγητή χημείας εκεί. Το 1993 προάχθηκε σε αναπληρωτή καθηγητή και το 1995 σε καθηγητή. Το 1991 άρχισε να εργάζεται και στο Εθνικό Εργαστήριο Λώρενς στο Μπέρκλεϋ, διοριζόμενος στον Τομέα Επιστήμης των Υλικών. Από το 2005 ως το 2007 ήταν υποδιευθυντής του Εργαστηρίου για τις Φυσικές Επιστήμες και όταν, το 2009, ο τότε διευθυντής Στήβεν Τσου παραιτήθηκε για να αναλάβει Υπουργός Ενέργειας των ΗΠΑ, ο Αλιβιζάτος έγινε ο έβδομος στην ιστορία διευθυντής του φημισμένου Εργαστηρίου του Μπέρκλεϋ.
Ο Τσου έχει δηλώσει για τον Αλιβιζάτο ότι είναι «ένας απίστευτος επιστήμονας με καταπληκτική κριτική ικανότητα σε ποικιλία θεμάτων. Είναι ισορροπημένος, λογικός και ήρεμος, και έχει μια ικανότητα να εμπνέει ανθρώπους. [Μπορεί να] αναλάβει προγράμματα από την επιστήμη των υλικών μέχρι τις εφαρμογές στον πραγματικό κόσμο.»

Συνεισφορά στις νανοεπιστήμες και οι νανοκρύσταλλοι

Ο Πωλ Αλιβιζάτος είναι μία διεθνώς αναγνωρισμένη αυθεντία στη νανοχημεία και πρωτοπόρος στη σύνθεση «κβαντικών κηλίδων» ημιαγωγών, καθώς και τεχνητών νανοδομών σε πολλά σχήματα. Επιπλέον, είναι ειδικός στη χημεία των νανοκρυστάλλων: μία από τις σχετικές με το θέμα ερευνητικές εργασίες του (δημοσ. στο Science, τόμος 271, σσ. 933-937, το 1996) έχει περισσότερες από 9100 ετεροαναφορές. Επίσης έχει ασχοληθεί με το πώς οι νανοκρύσταλλοι μπορούν να εφαρμοσθούν σε πρακτικές εφαρμογές, π.χ. ως βιολογικοί σημαντήρες (π.χ. Science, τόμ. 281, σσ. 2013-16, έτος 1998, εργασία με πάνω από 7400 ετεροαναφορές). Οι έρευνές του στη νανοτεχνολογία του DNA απέδειξαν την εκπλήττουσα ποικιλία δυνητικών εφαρμογών αυτού του μορίου: το έχει χρησιμοποιήσει για να κατευθύνει την ανάπτυξη κρυστάλλων και να δημιουργήσει νέα υλικά (Nature, τόμ. 382, σσ. 609-611, έτος 1996), ακόμα και για να μετρήσει αποστάσεις στη νανοκλίμακα (Nature Nanotechnology, τόμ. 1, σσ. 47-52, έτος 2006).
Οι νανοκρύσταλλοι είναι συσσωματώματα μερικών εκατοντάδων έως δεκάδων χιλιάδων ατόμων, στα οποία τα άτομα σχηματίζουν μία κρυσταλλική μορφή ύλης γνωστή ως «cluster» («σμήνος»). Συνήθως οι νανοκρύσταλλοι έχουν διαστάσεις μερικών νανόμετρων και έτσι εμφανίζουν συχνά ενδιάμεσες φυσικές και χημικές ιδιότητες μεταξύ των ιδιοτήτων των μεμονωμένων ατόμων και των στερεών αντικειμένων που τα άτομα αυτά σχηματίζουν. Με βάση το λεγόμενο ότι ένας νανοκρύσταλλος «είναι όλος επιφάνεια και καθόλου εσωτερικό», οι ιδιότητές του μπορεί να ποικίλλουν πολύ καθώς αυξάνεται σε μέγεθος.
Πριν από τις έρευνες του Αλιβιζάτου, όλοι οι μη μεταλλικοί νανοκρύσταλλοι είχαν σχήμα «κηλίδας», δηλαδή ήταν ουσιαστικά μονοδιάστατοι. Δεν ήταν γνωστή κάποια μέθοδος για την κατασκευή διδιάστατων ή ραβδόμορφων νανοκρυστάλλων ημιαγωγών, οι οποίοι να έχουν και ομοιόμορφο μέγεθος. Σε μία εργασία-ορόσημο, που δημοσιεύθηκε στο τεύχος της 2ης Μαρτίου 2000 του περιοδικού Nature, η ερευνητική ομάδα του Αλιβιζάτου ανέφερε τεχνικές με τις οποίες μπορεί να επιλεγεί σταθερό μέγεθος και ταυτοχρόνως ποικίλα σχήματα για τους παραγόμενους νανοκρυστάλλους. Αυτή η εξέλιξη χαιρετίστηκε ως μείζων σταθμός στην κατασκευή νανοκρυστάλλων, καθώς οι ραβδόμορφοι νανοκρύσταλλοι ημιαγωγών είναι στην ουσία μικροσκοπικά σύρματα, που μπορούν να συμπλεχθούν για να δημιουργήσουν ηλεκτρονικά νανοκυκλώματα.
Ο Αλιβιζάτος αναγνωρίζεται ευρύτατα ως ο πρώτος που απέδειξε ότι νανοκρύσταλλοι ημιαγωγών μπορούν να αναπτυχθούν σε πολύπλοκα διδιάστατα σχήματα, εκτός από απλά «μηδενικής διαστάσεως» σφαιρίδια. Απέδειξε ακόμα ότι ο έλεγχος της αναπτύξεως των νανοκρυστάλλων αποτελεί το κλειδί για τον έλεγχο όχι μόνο του μεγέθους, αλλά και του σχήματός τους. Αυτό το επίτευγμα άλλαξε το τοπίο στη νανοεπιστήμη και άνοιξε τον δρόμο για πολλές νέες δυνητικές εφαρμογές, όπως την ιατρική διάγνωση, επαναστατικά νέα φωτοβολταϊκά κύτταρα και υλικά για LED.

Μεταφορά τεχνολογίας

Ο Πωλ Αλιβιζάτος είναι ιδρυτής της εταιρείας «Quantum Dot Corporation», η οποία κατασκευάζει νανοκρυσταλλικές «ετικέτες» που βρίσκουν εφαρμογή στη μελέτη της συμπεριφοράς των κυττάρων. (σήμερα υπάγεται στην εταιρεία «Life Technologies») Επιπλέον, έχει ιδρύσει την εταιρεία νανοτεχνολογίας «Nanosys» και το πρόδρομο σχήμα της εταιρείας φωτοβολταϊκών «Siva Power». Οι έρευνές του έχουν οδηγήσει στην ανάπτυξη εφαρμογών στη βιοαπεικόνιση (π.χ. η χρήση κβαντικών κηλίδων για τη φωτεινή σήμανση βιολογικών ιστών), στις επίπεδες οθόνες (το «στρώμα εκπομπής κβαντικής κηλίδας βρίσκεται σε οθόνη τάμπλετ υψηλής ευκρίνειας) και σε εφαρμογές για τη συλλογή της ηλιακής ενέργειας.

Στο Εργαστήριο του Μπέρκλεϋ

Υπό την ηγεσία του Αλιβιζάτου (2009-2016), το Εθνικό Εργαστήριο Λώρενς στο Μπέρκλεϋ ανακαίνισε τις στρατηγικές επιστημονικές υποδομές του, ενώ μετατόπισε τις προτεραιότητές του στα πιο διεπιστημονικά πεδία της ανανεώσιμης ενέργειας και των ερευνών πάνω στην κλιματική αλλαγή. Τότε άρχισε η ανέγερση νέων κτηρίων για έρευνες στους υπολογιστές, στην ενεργειακή καταλληλότητα των κτιρίων, στην ηλιακή ενέργεια και στις βιολογικές επιστήμες. Επιπροσθέτως, ο Αλιβιζάτος ενίσχυσε την ασφάλεια του Εργαστηρίου και αύξησε το άνοιγμά του προς την κοινωνία. Ταυτοχρόνως, παρέμεινε προσηλωμένος στην ενσωμάτωση του Εργαστηρίου στο σύστημα καινοτομίας των ΗΠΑ, ιδίως στους τομείς της ενέργειας και του περιβάλλοντος. Για τον σκοπό αυτό, επεχείρησε να εκμεταλλευθεί την ευρεία γκάμα επιστημονικών δυνατοτήτων του Εργαστηρίου με προσέγγιση διάφορων βιομηχανιών και εταιρειών για συνεργασίες. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα τη μεταφορά τεχνολογίας σε μεγάλη ποικιλία βιομηχανιών, από αυτοκινητοβιομηχανίες μέχρι ιατρικού εξοπλισμού.
Εκτός από την έμφαση που έδωσε στην καινοτομία και στην προσέγγιση του ιδιωτικού τομέα της οικονομίας, ο Αλιβιζάτος εργάσθηκε και για τη δημιουργία ενός στενότερα συνδεδεμένου δικτύου των 17 εθνικών Εργαστηρίων που υπάγονται στο Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ. Διετέλεσε πρόεδρος του Συμβουλίου Διευθυντών Εθνικών Εργαστηρίων και ενεθάρρυνε τον μεγαλύτερο συντονισμό και συνεργασία μεταξύ τους σε θέματα όπως η ανάπτυξη του ανθρώπινου δυναμικού τους.
Ο Αλιβιζάτος αναδεικνύει επίσης με τόλμη το θέμα της χρηματοδοτήσεως της βασικής επιστημονικής έρευνας σε ομοσπονδιακό επίπεδο και της ικανότητας των ΗΠΑ να παραμείνουν ανταγωνιστικές στην παγκόσμια επιστημονική έρευνα και ανάπτυξη.