莱斯大学化学工程系(Rice University Department of Chemical and Biomolecular Engineering)提供涵盖反应工程、传输现象、热力学和化工系统设计等核心课程,同时开设纳米材料与器件工程、生物工艺系统、能源转化与存储等选修方向。例如,“先进材料与能源系统”课程要求学生设计燃料电池或太阳能电池的多尺度优化方案,并使用计算流体力学(CFD)软件进行仿真分析。该课程通过案例研究,如碱性燃料电池的质子交换膜材料选择与热管理优化,训练学生将分子级反应动力学与宏观设备设计结合的能力。“生物分子工程”课程则聚焦蛋白质工程和代谢通路设计,学生需运用Python进行基因表达数据建模,模拟工业菌株的发酵过程优化。该系与莱斯大学纳米科学与技术研究所、贝克公共政策研究所合作,学生可参与开发新型生物降解塑料合成路径或碳捕获技术的全生命周期评估等研究项目。例如,在“分子工程与可持续化学工艺”研究组中,学生通过高通量实验筛选可降解聚酯材料的酶解效率,结合生命周期评价(LCA)软件测算其环境效益。实验室配备原子力显微镜、高通量材料筛选平台和工业级反应器模拟系统等设备。**纳米材料实验室的原子力显微镜(AFM)可实现纳米级表面形貌分析,支持学生对MOFs材料的孔隙结构进行表征;高通量筛选平台则能同时测试数百种催化剂组合,加速新型碳捕获材料的开发周期。在生物工程实验室,微流控芯片设备允许学生构建肿瘤细胞模型,测试药物递送系统的靶向效率。学生需在第三学期独立完成设备操作认证,并在Capstone项目中使用这些工具进行数据采集与分析。
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