Inženjeri MIT-a razvijaju rješenja za čišću budućnost

Izdavač – Indijske vijesti o obrazovanju, Indijsko obrazovanje, Globalno obrazovanje, Vijesti o fakultetima, Sveučilišta, Mogućnosti karijere, Upis, Poslovi, Ispiti, Rezultati testova, Vijesti o fakultetima, Vijesti o obrazovanju
Proizvodnja je bila u jeku ljeta.Zakon o čipovima i znanosti, koji je stupio na snagu u kolovozu, predstavlja veliko ulaganje u domaću proizvodnju u Sjedinjenim Državama.Nacrt zakona ima za cilj znatno proširiti američku industriju poluvodiča, ojačati opskrbne lance i ulagati u istraživanje i razvoj kako bi se postigla nova tehnološka otkrića.Prema Johnu Hartu, profesoru strojarstva i direktoru Laboratorija za proizvodnju i produktivnost na Massachusetts Institute of Technology, Zakon o čipovima samo je posljednji primjer značajnog porasta interesa proizvođača u posljednjih nekoliko godina.Utjecaj pandemije na opskrbne lance, globalnu geopolitiku te relevantnost i važnost održivog razvoja”, rekao je Hart.Inovacije u industrijskim tehnologijama.„Uz sve veći fokus na proizvodnju, održivost mora biti prioritet.Otprilike četvrtina svih emisija stakleničkih plinova u 2020. dolazi iz industrije i proizvodnje.Tvornice i tvornice također mogu iscrpiti lokalne zalihe vode i proizvesti ogromne količine otpada, od kojih neki mogu biti otrovni.Za rješavanje ovih problema i osiguranje prijelaza na niskougljično gospodarstvo potrebno je razvijati nove proizvode i industrijske procese uz održive proizvodne tehnologije.Hart vjeruje da inženjeri strojarstva imaju ključnu ulogu u ovoj prijelaznoj ulozi."Inženjeri strojarstva imaju jedinstvenu sposobnost rješavanja kritičnih problema koji zahtijevaju hardverske tehnologije sljedeće generacije i znaju kako skalirati svoja rješenja", rekao je Hart, profesor i diplomant na Odsjeku za strojarstvo MIT-a.Nudi rješenja za ekološke probleme, utirući put za održiviju budućnost.Gradun: Cleantech Water Solutions Proizvodnja treba vodu, i to puno.Postrojenje za proizvodnju poluvodiča srednje veličine koristi više od 10 milijuna galona vode dnevno.svijet sve više pati od suše.Gradiant nudi rješenja za ovaj problem s vodom. Na čelu tvrtke su Anurag Bajpayee SM '08 PhD '12 i Prakash Govindan PhD '12 suosnivači i pioniri u projektima održive vode ili "čiste tehnologije".Bajpayee i Govindan, kao studenti diplomskog studija u Laboratoriju za prijenos topline nazvanom po Rosenovoj Kendall, dijele pragmatizam i sklonost akciji.Tijekom teške suše u Chennaiju u Indiji, Govindan je za svoj doktorat razvio tehnologiju ovlaživanja-odvlaživanja koja oponaša prirodni ciklus kiše.Tehnologiju su nazvali Carrier Gas Extraction (CGE), a njih su dvojica 2013. osnovali Gradient.CGE je zaštićeni algoritam koji uzima u obzir varijabilnost kvalitete i količine dolazne otpadne vode.Algoritam se temelji na bezdimenzionalnom broju, koji je Govindan jednom predložio nazvati Linhardovim brojem u čast svog nadređenog.kvaliteta vode u sustavu se mijenja, naša tehnologija automatski šalje signal za prilagodbu brzine protoka kako bi se bezdimenzionalni broj vratio na 1. Nakon što se vrati na vrijednost 1, bit ćete u najboljem izdanju,” objasnio je Govindan, COO tvrtke Gradiant .Sustav obrađuje i tretira otpadnu vodu iz proizvodnih pogona za ponovnu upotrebu, čime se u konačnici štede milijuni dolara godišnje u galonima vode.Kako je tvrtka rasla, Gradiant tim je svom arsenalu dodao nove tehnologije, uključujući selektivnu ekstrakciju zagađivača, ekonomičnu metodu uklanjanja samo određenih zagađivača i proces nazvan protustrujna reverzna osmoza, njihovu metodu koncentracije slane vode.Sada nude kompletan skup tehnoloških rješenja za pročišćavanje vode i otpadnih voda za kupce u industrijama kao što su farmaceutska industrija, energija, rudarstvo, hrana i piće te rastuća industrija poluvodiča.“Mi smo dobavljač cjelovitih rješenja za vodoopskrbu.Imamo niz vlasničkih tehnologija i birat ćemo iz našeg tobolca na temelju potreba naših kupaca,” rekao je Bajpayee, izvršni direktor Gradianta.„Kupci nas vide kao svog partnera za vodu.Možemo riješiti njihove probleme s vodom od početka do kraja kako bi se mogli usredotočiti na svoju osnovnu djelatnost.“Gradun je doživio eksplozivan rast u proteklom desetljeću.Do danas su izgradili 450 postrojenja za pročišćavanje vode i otpadnih voda koja pročišćavaju ekvivalent od 5 milijuna domova dnevno.Nedavnim akvizicijama, ukupni broj zaposlenih narastao je na preko 500 ljudi.Rješenja se odražavaju na njihove klijente, među kojima su Pfizer, Anheuser-Busch InBev i Coca-Cola.Njihovi klijenti također uključuju divove poluvodiča kao što su Micron Technology, GlobalFoundries, Intel i TSMC.”otpadne vode i ultračiste vode za poluvodiče stvarno su porasle,” rekao je Bajpayee.Proizvođači poluvodiča zahtijevaju ultračistu vodu za proizvodnju vode.Ukupna otopljena krutina u usporedbi s pitkom vodom iznosi nekoliko dijelova na milijun.Za razliku od prve, količina vode koja se koristi za proizvodnju mikročipova je između dijelova na milijardu ili dijelova po kvadrilijun. Trenutačno je prosječna stopa recikliranja u pogonu (ili tvornici) za proizvodnju poluvodiča u Singapuru samo 43%. Koristeći Ge C našu tehnologiju, te tvornice mogu reciklirati 98-99% od “10 milijuna galona vode koje im trebaju po jedinici proizvodnje.Ova reciklirana voda dovoljno je čista da se može vratiti u proizvodni proces.”Uklonili smo ispuštanje onečišćene vode, praktički eliminirajući oslanjanje tvornice poluvodiča na javne vodoopskrbe.”Bajpayee In, fabry ci su pod sve većim pritiskom da poboljšaju korištenje vode, zbog čega je održivost kritična.u više američkih postrojenja putem odvajanja: učinkovita kemijska filtracija kao što su Bajpayee i Govindan, Shreya Dave '09, SM '12, PhD '16 fokusirala se na desalinizaciju za svoj doktorat.Pod vodstvom svog savjetnika, Jeffreyja Grossmana, profesora znanosti o materijalima i inženjerstva, Dave je proizveo membranu koja može pružiti učinkovitiju i jeftiniju desalinizaciju.Nakon pažljive analize troškova i tržišta, Dave je zaključio da se njezine membrane za desalinizaciju ne mogu komercijalizirati.“Moderne tehnologije su stvarno dobre u onome što rade.čini.Oni su jeftini, masovno proizvedeni i rade jako dobro.Nije bilo tržišta za našu tehnologiju,” rekao je Dave.Ubrzo nakon obrane disertacije, pročitala je recenzentski članak u časopisu Nature koji je sve promijenio.U članku je identificiran problem.Kemijsko odvajanje, koje je u središtu mnogih industrijskih procesa, zahtijeva mnogo energije.Industrija treba učinkovitije i jeftinije membrane.Dave je mislio da ona možda ima rješenje.Nakon što su utvrdili da postoje ekonomske mogućnosti, Dave, Grossman i Brent Keller, PhD '16, osnovali su Via Separations 2017. Ubrzo nakon toga, odabrali su Engine kao jednu od prvih tvrtki koja je dobila sredstva rizičnog kapitala od Massachusetts Institute of Technology.Trenutno se industrijska filtracija provodi zagrijavanjem kemikalija na vrlo visokim temperaturama kako bi se odvojili spojevi.Dave to uspoređuje s kuhanjem sve vode dok ne ispari kako bi se napravila tjestenina i ono što ostane su špageti.U proizvodnji je ova metoda kemijske separacije energetski intenzivna i neučinkovita.Via Separations je stvorio kemijski ekvivalent proizvoda "filtar za tjesteninu".Umjesto korištenja topline za odvajanje, njihove membrane "filtriraju" spojeve.Ova metoda kemijske filtracije troši 90% manje energije od standardnih metoda.Dok je većina membrana izrađena od polimera, membrane Via Separations izrađene su od oksidiranog grafena, koji može izdržati visoke temperature i oštra okruženja.Membrana se kalibrira prema potrebama kupaca promjenom veličine pora i podešavanjem kemije površine.Trenutno se Dave i njezin tim usredotočuju na industriju celuloze i papira kao svoje uporište.Razvili su sustav koji energetski učinkovitije reciklira tvar poznatu kao "crna tekućina".papira, samo jedna trećina biomase koristi se za papir.Trenutačno je najvrjednija upotreba preostale dvije trećine starog papira korištenje isparivača za kuhanje vode, pretvarajući je iz vrlo razrijeđenog u vrlo koncentrirani tok,” rekao je Dave.proizvedena energija koristi se za pokretanje procesa filtracije.”Ovaj zatvoreni sustav troši mnogo energije u Sjedinjenim Državama.To možemo učiniti tako da u kotao stavimo "mrežu za špagete", dodaje Dave.VulcanForms: Industrijska aditivna proizvodnja Predaje tečaj o 3D ispisu, poznatiji kao aditivna proizvodnja (AM).Iako mu to tada nije bio glavni fokus, fokusirao se na istraživanje, ali mu je tema bila fascinantna.Kao i mnogi studenti u razredu, uključujući Martina Feldmanna MEng '14.Feldmann se pridružio Hartovoj istraživačkoj skupini s punim radnim vremenom nakon što je stekao magisterij iz napredne proizvodnje.Tamo su se zbližili zbog zajedničkog interesa za AM.Vidjeli su priliku za inovaciju korištenjem dokazane tehnologije aditivne proizvodnje metala poznate kao lasersko zavarivanje u sloju praha i predložili da se koncept aditivne proizvodnje metala dovede do industrijskih razmjera.Godine 2015. osnovali su VulcanForms."Razvili smo AM strojnu arhitekturu za proizvodnju dijelova iznimne kvalitete i produktivnosti", rekao je Hart.“I mi.Naši su strojevi integrirani u potpuno digitalni proizvodni sustav koji kombinira aditivnu proizvodnju, naknadnu obradu i preciznu strojnu obradu.“Za razliku od drugih tvrtki koje prodaju 3D pisače drugima za izradu dijelova, VulcanForms koristi svoju flotu vozila za izradu i prodaju dijelova industrijskih strojeva kupcima.VulcanForms je narastao na gotovo 400 zaposlenika.Tim je prošle godine otvorio svoju prvu proizvodnju.pothvat pod nazivom “VulcanOne”.Kvaliteta i preciznost dijelova koje proizvodi VulcanForms ključni su za proizvode kao što su medicinski implantati, izmjenjivači topline i zrakoplovni motori.Njihovi strojevi mogu tiskati tanke slojeve metala."Proizvodimo dijelove koje je teško proizvesti ili, u nekim slučajevima, nemoguće proizvesti", dodao je Hart, član upravnog odbora tvrtke.Tehnologija koju je razvio VulcanForms može pomoći u proizvodnji dijelova i proizvoda na održiviji način, bilo izravno kroz aditivni proces, ili neizravno kroz učinkovitiji i fleksibilniji opskrbni lanac. Jedan od načina na koji VulcanForms i AM kao cjelina doprinose održivosti je kroz ušteda materijala. Mnogi materijali koji se koriste u VulcanForms, kao što su legure titana, zahtijevaju mnogo energije.dio od titana, koristite daleko manje materijala nego tradicionalni procesi strojne obrade.Učinkovitost materijala je ono gdje Hart vidi da AM čini veliku razliku u pogledu uštede energije.Hart također ističe da AM može ubrzati inovacije u tehnologijama čiste energije, od učinkovitijih mlaznih motora do budućih fuzijskih reaktora. “Tvrtke koje žele smanjiti rizik i proširiti tehnologije čiste energije zahtijevaju stručnost i pristup naprednim proizvodnim mogućnostima, a industrijska aditivna proizvodnja je transformativno u tom smislu,” dodaje Hart.Proizvod: Trenje.Profesor strojarstva Kripa Varanasi i tim LiquiGlide predani su stvaranju budućnosti bez trenja i značajnom smanjenju otpada u procesu.Osnovan 2012. od strane Varanasija i bivšeg Davida Smitha SM '11, LiquiGlide je razvio specijalne premaze koji omogućuju tekućinama da "klize" preko površina.Svaka kap proizvoda ide u upotrebu, bilo da je iscijeđena iz tube paste za zube ili iscijeđena iz staklenke od 500 litara u tvornici.Spremnici bez trenja drastično smanjuju otpad proizvoda i nema potrebe za čišćenjem spremnika prije recikliranja ili ponovne uporabe.tvrtka je napravila velike korake u sektoru potrošačkih proizvoda.Klijent Colgatea koristio je LiquiGlide tehnologiju u dizajnu bočice Colgate Elixir paste za zube, koja je osvojila nekoliko nagrada za dizajn u industriji.LiquiGlide se udružio sa svjetski poznatim dizajnerom Yvesom Beharom kako bi primijenio njihovu tehnologiju na ljepotu i osobnu higijenu pakiranja proizvoda.Istodobno, američka Agencija za hranu i lijekove osigurala im je glavni uređaj.Biofarmaceutske primjene stvaraju prilike.U 2016. tvrtka je razvila sustav koji omogućava proizvodnju spremnika bez trenja.površinska obrada spremnika, lijevaka i lijevaka, sprječavanje lijepljenja materijala za stijenke.Sustav može smanjiti materijalni otpad do 99%.“Ovo bi stvarno moglo promijeniti igru.Štedi otpad od proizvoda, smanjuje otpadnu vodu od čišćenja spremnika i pomaže da proizvodni proces bude bez otpada,” rekao je Varanasi, predsjednik LiquiGlidea.površina spremnika.Kada se nanese na spremnik, lubrikant se još uvijek apsorbira u teksturu.Kapilarne sile se stabiliziraju i omogućuju tekućini da se širi po površini, stvarajući trajno podmazanu površinu po kojoj svaki viskozni materijal može kliziti.Tvrtka koristi termodinamičke algoritme za određivanje sigurnih kombinacija čvrstih tvari i tekućina ovisno o proizvodu, bilo da se radi o pasti za zube ili boji.Tvrtka je izgradila robotski sustav raspršivanja koji može rukovati spremnicima i spremnicima u tvornici.Osim što tvrtki štedi milijune dolara u otpadu proizvoda, LiquiGlide značajno smanjuje količinu vode potrebnu za redovito čišćenje ovih spremnika gdje se proizvod često lijepi za stijenke.Zahtijeva čišćenje s puno vode.Na primjer, u agrokemiji postoje stroga pravila za zbrinjavanje nastale otrovne otpadne vode.Sve se to može eliminirati s LiquiGlideom,” rekao je Varanasi.Iako su se mnogi proizvodni pogoni zatvorili početkom pandemije, usporavajući uvođenje CleanTanX pilot projekata u tvornicama, situacija se poboljšala posljednjih mjeseci.Varanasi bilježi rastuću potražnju za LiquiGlide tehnologijom, posebno za tekućine kao što su poluvodičke paste.Tvrtke kao što su Gradant, Via Separations, VulcanForms i LiquiGlide dokazuju da proširenje proizvodnje ne mora imati visoke ekološke troškove.Proizvodnja ima potencijal za održivo povećanje.”inženjeri strojarstva, proizvodnja je uvijek bila srž našeg rada.Konkretno, na MIT-u je oduvijek postojala predanost stvaranju održive proizvodnje,” rekla je Evelyn Wang, Fordova profesorica inženjerstva i bivša voditeljica odjela za strojarstvo.naš planet je prekrasan.“Sa zakonima poput CHIPS-a i Zakona o znanosti koji potiču proizvodnju, bit će sve veća potražnja za start-up tvrtkama i tvrtkama koje razvijaju rješenja koja umanjuju utjecaj na okoliš, približavajući nas održivijoj budućnosti.
MIT Alumni izgradili su platformu za olakšavanje znanstvenog objavljivanja diljem svijeta
Stručnjaci MIT-a okupljaju se kako bi se nadahnuli napretkom u neurotehnologiji


Vrijeme objave: 6. siječnja 2023
  • wechat
  • wechat