Джозеф ДеСимоне

Джозеф ДеСимоне (англ. Joseph DeSimone; род. 16 мая 1964, Норфолк, Виргиния, США) — американский химик, материаловед и предприниматель, профессор Стэнфордского университета и Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл. Наиболее известен как один из изобретателей технологии непрерывного производства жидких интерфейсов (CLIP) для трёхмерной печати, а также как сооснователь компании Carbon (ранее Carbon3D). Его научные работы охватывают области полимерной химии, коллоидной химии, нанотехнологий и аддитивного производства.

Биография

Джозеф ДеСимоне родился 16 мая 1964 года в городе Норфолк, штат Виргиния. В 1986 году он получил степень бакалавра наук по химии в Университете штата Виргиния. В 1990 году защитил докторскую диссертацию (Ph.D.) по химии в Виргинском политехническом институте и университете штата под руководством профессора Джеймса Макграта.

После получения докторской степени ДеСимоне начал академическую карьеру. В 1990 году он стал доцентом кафедры химии Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл, где впоследствии получил звание профессора. В 2005 году он также был назначен профессором химии и биомолекулярной инженерии в Университете штата Северная Каролина. В 2016 году ДеСимоне перешёл в Стэнфордский университет, где занял должность профессора кафедры химии и кафедры машиностроения.

Параллельно с академической деятельностью ДеСимоне активно занимался коммерциализацией научных разработок. В 2013 году он стал сооснователем компании Carbon (первоначально Carbon3D), базирующейся в Редвуд-Сити, Калифорния. Компания специализируется на разработке и производстве промышленных 3D-принтеров, использующих технологию CLIP. В 2021 году ДеСимоне ушёл с поста генерального директора Carbon, но остался в совете директоров.

Научные достижения

Технология CLIP

Наиболее значимым изобретением ДеСимоне является технология непрерывного производства жидких интерфейсов (Continuous Liquid Interface Production, CLIP). В отличие от традиционной стереолитографии (SLA), где слой за слоем отверждается фотополимер, CLIP использует прозрачное окно, пропускающее кислород. Кислород подавляет реакцию полимеризации в тонком слое жидкости над окном, создавая «мёртвую зону». Это позволяет непрерывно вытягивать деталь из ванны с жидкой смолой, не прерывая процесс на разделение слоёв. Технология была впервые описана в статье, опубликованной в журнале Science в 2015 году.

Преимущества CLIP перед традиционными методами 3D-печати включают:

• Значительно более высокую скорость печати (в 25–100 раз быстрее SLA).
• Возможность создания деталей с гладкой поверхностью и изотропными механическими свойствами.
• Использование широкого спектра фотополимерных материалов, включая эластомеры, жёсткие пластики и биосовместимые смолы.

Полимерная химия и нанотехнологии

Помимо аддитивного производства, ДеСимоне внёс вклад в разработку фторполимеров, используемых в качестве мембран для топливных элементов и в электрохимических устройствах. Он также исследовал методы синтеза наночастиц и коллоидных структур, включая так называемые «Janus-частицы» — частицы с двумя различными по свойствам поверхностями.

Биомедицинские применения

ДеСимоне работал над созданием биосовместимых полимеров для доставки лекарств и тканевой инженерии. В частности, его группа разработала полимерные наночастицы для контролируемого высвобождения противоопухолевых препаратов и антибиотиков.

Предпринимательская деятельность

Компания Carbon

Компания Carbon, основанная ДеСимоне совместно с Александром и Ником Десимоном (не родственники), а также Эдвардом Сэмюэлсом, стала одной из ведущих в области промышленной 3D-печати. Carbon привлекла значительные инвестиции от таких фондов, как Sequoia Capital, Google Ventures и Silver Lake. Ключевыми клиентами компании стали Adidas (производство подошв для кроссовок Futurecraft 4D), Ford, BMW и другие промышленные гиганты.

Технология CLIP позволила Carbon выйти на рынок серийного производства, где традиционные 3D-печатные технологии были ограничены из-за низкой скорости и высокой стоимости. В 2021 году компания была оценена в более чем 2,4 миллиарда долларов США.

Другие проекты

ДеСимоне также является сооснователем нескольких других компаний, включая Liquidia Technologies (разработка наночастиц для доставки лекарств) и Bioabsorbable Therapeutics (биоразлагаемые полимеры для медицинских устройств).

Награды и признание

За свою карьеру Джозеф ДеСимоне получил ряд престижных наград:

• Премия ACS Award in Polymer Chemistry (2013) от Американского химического общества.
• Премия Lemelson-MIT Prize (2016) за изобретательство.
• Медаль Уилларда Гиббса (2017) от Чикагского отделения Американского химического общества.
• Премия Dickson Prize in Science (2018) от Университета Карнеги — Меллон.
• Член Национальной академии наук США (с 2018), Национальной инженерной академии США (с 2016) и Национальной медицинской академии США (с 2020).

В 2020 году журнал Time включил ДеСимоне в список 100 самых влиятельных людей мира в категории «Инноваторы».

Критика и ограничения

Несмотря на коммерческий успех, технология CLIP и компания Carbon сталкивались с критикой. Основные претензии касаются:

• Высокой стоимости оборудования и расходных материалов, что ограничивает доступность технологии для малого бизнеса и индивидуальных пользователей.
• Зависимости от проприетарных фотополимеров, что снижает гибкость выбора материалов.
• Ограниченной точности для мелких деталей по сравнению с некоторыми другими методами 3D-печати (например, двухфотонной литографией).

Кроме того, некоторые эксперты отмечали, что заявленная скорость печати CLIP достигается не всегда и зависит от геометрии детали.

Влияние на индустрию

Джозеф ДеСимоне считается одним из пионеров современной аддитивной промышленности. Его работа способствовала переходу 3D-печати от прототипирования к серийному производству функциональных изделий. Технология CLIP стимулировала развитие других методов быстрой фотополимеризации, таких как HARP (High-Area Rapid Printing) и DLP (Digital Light Processing) с непрерывной подачей материала.

Источники

• DeSimone, J. M. et al. Continuous liquid interface production of 3D objects. Science, 2015, 347 (6228), 1349–1352.
• Carbon, Inc. Официальный сайт компании. Раздел «Technology».
• Национальная академия наук США. Профиль Джозефа ДеСимоне.
• Lemelson-MIT Prize. Joseph DeSimone — 2016 Lemelson-MIT Prize Winner.
• Time. The 100 Most Influential People of 2020: Joseph DeSimone.
• Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл. Архивные материалы кафедры химии.
• Stanford University. Faculty profile: Joseph DeSimone.