Inženjeri MIT-a razvijaju rješenja za čistiju budućnost

Izdavač – vijesti o indijskom obrazovanju, indijsko obrazovanje, globalno obrazovanje, vijesti o fakultetima, univerziteti, opcije za karijeru, prijem, poslovi, ispiti, rezultati testova, vijesti o fakultetima, vijesti o obrazovanju
Proizvodnja je bila u visokom ljetu.Zakon o čipsu i nauci, koji je stupio na snagu u avgustu, predstavlja ogromnu investiciju u domaću proizvodnju u Sjedinjenim Državama.Nacrt zakona ima za cilj značajno proširiti američku industriju poluvodiča, ojačati lance opskrbe i uložiti u istraživanje i razvoj kako bi se postigla nova tehnološka otkrića.Prema Džonu Hartu, profesoru mašinstva i direktoru Laboratorije za proizvodnju i produktivnost na Tehnološkom institutu u Masačusetsu, Zakon o čipovima je samo poslednji primer značajnog povećanja interesovanja proizvođača poslednjih godina.Utjecaj pandemije na lance snabdijevanja, globalnu geopolitiku, te važnost i važnost održivog razvoja”, rekao je Hart.Inovacije u industrijskim tehnologijama.„Sa sve većim fokusom 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.Da bi se riješili ovi problemi i osigurao prelazak na niskougljičnu ekonomiju, potrebno je razvijati nove proizvode i industrijske procese uz održive proizvodne tehnologije.Hart vjeruje da mašinski inženjeri imaju ključnu ulogu u ovoj prijelaznoj ulozi.“Mašinski inženjeri imaju jedinstvenu sposobnost rješavanja kritičnih problema koji zahtijevaju hardverske tehnologije sljedeće generacije i znaju kako da skaliraju svoja rješenja,” rekao je Hart, profesor i diplomac MIT odsjeka za mašinstvo.Nudi rješenja za ekološke probleme, utirući put za održiviju budućnost.Gradun: Cleantech Water Solutions Manufacturing treba vodu, i to dosta.Fabrika za proizvodnju poluprovodnika srednje veličine koristi preko 10 miliona galona vode dnevno.Svijet sve više pati od suše.Gradiant nudi rješenja za ovaj problem vode.Kompanije predvode Anurag Bajpayee SM '08 PhD '12 i Prakash Govidan PhD '12 suosnivači i pioniri u projektima održive vode ili “čiste tehnologije”.Bajpayee i Govidan, kao postdiplomci u Laboratoriji za prijenos topline nazvanoj po Rosenovi Kendall, dijele pragmatizam i sklonost akciji.Tokom teške suše u Čenaju u Indiji, Govidan je za svoj doktorat razvio tehnologiju ovlaživanja-odvlaživanja koja oponaša prirodni ciklus kiša.Tehnologiju koju su nazvali Carrier Gas Extraction (CGE), a 2013. godine njih dvoje su osnovali Gradient.CGE je vlasnički algoritam koji uzima u obzir varijabilnost u kvaliteti i količini ulazne otpadne vode.Algoritam se zasniva na bezdimenzionalnom broju, koji je Govidan jednom predložio da se nazove Linhardovim brojem u čast svog supervizora.kvaliteta vode u sistemu se mijenja, naša tehnologija automatski šalje signal za podešavanje brzine protoka kako bi se bezdimenzionalni broj vratio na 1. Kada se vrati na vrijednost od 1, bit ćete u najboljem izdanju,” objasnio je Govidan, izvršni direktor Gradiant-a .Sistem obrađuje i tretira otpadnu vodu iz proizvodnih postrojenja za ponovnu upotrebu, na kraju štedi milione dolara godišnje u galonima vode.Kako je kompanija rasla, tim Gradiant-a je dodao nove tehnologije svom arsenalu, uključujući selektivnu ekstrakciju zagađivača, ekonomičnu metodu uklanjanja samo određenih zagađivača i proces koji se naziva kontrastrujna reverzna osmoza, njihova metoda koncentracije slane vode.Oni sada nude kompletan set tehnoloških rješenja za tretman vode i otpadnih voda za korisnike u industrijama kao što su farmaceutska, energetska, rudarska, prehrambena i pića, te rastuća industrija poluvodiča.„Mi smo dobavljač kompletnih rješenja za vodosnabdijevanje.Imamo niz vlasničkih tehnologija i birat ćemo između naših tobolaca na osnovu potreba naših kupaca,” rekao je Bajpayee, izvršni direktor Gradiant-a.„Kupci nas vide kao svog partnera za vodu.Možemo riješiti njihove probleme s vodom od početka do kraja kako bi se mogli fokusirati na svoj osnovni posao.“Gradun je doživio eksplozivan rast u protekloj deceniji.Do danas su izgradili 450 postrojenja za prečišćavanje vode i otpadnih voda koja dnevno tretiraju ekvivalent od 5 miliona domova.Sa nedavnim akvizicijama, ukupan broj zaposlenih je porastao na preko 500 ljudi.Rješenja se ogledaju u njihovim kupcima, među kojima su Pfizer, Anheuser-Busch InBev i Coca-Cola.Njihovi klijenti su i poluvodički divovi kao što su Micron Technology, GlobalFoundries, Intel i TSMC.”otpadne vode i ultračista voda za poluprovodnike su zaista porasle”, rekao je Bajpayee.Proizvođači poluprovodnika zahtijevaju ultračistu vodu za proizvodnju vode.Ukupne rastvorene čvrste materije u poređenju sa vodom za piće su nekoliko delova na milion.Za razliku od prvog, količina vode koja se koristi za proizvodnju mikročipova je između delova na milijardu ili delova po kvadrilionu. Trenutno je prosečna stopa recikliranja u fabrici (ili fabrici) poluprovodnika u Singapuru samo 43%. Koristeći Ge C našu tehnologiju, ove fabrike mogu da recikliraju 98-99% od „10 miliona galona vode koje im je potrebno po jedinici proizvodnje.Ova reciklirana voda je dovoljno čista da se vrati u proces proizvodnje.”Eliminisali smo ovo ispuštanje zagađene vode, praktično eliminišući oslanjanje fabrike poluprovodnika na javno snabdevanje vodom.”Bajpayee In, fabry ci su pod sve većim pritiskom da poboljšaju svoju upotrebu vode, čineći održivost kritičnom.do više američkih pogona kroz odvajanje: efikasna hemijska filtracija kao što su Bajpayee i Govidan, Shreya Dave '09, SM '12, PhD '16 fokusirana na desalinizaciju za njen doktorat.Pod vodstvom svog savjetnika, Jeffreyja Grossmana, profesora nauke o materijalima i inženjerstva, Dave je proizveo membranu koja bi mogla osigurati efikasnije i jeftinije desaliniranje.Nakon pažljive analize troškova i tržišta, Dave je zaključio da se njene membrane za desalinizaciju ne mogu komercijalizirati.„Moderne tehnologije su zaista dobre u onome što rade.uradi.Jeftini su, masovno se proizvode i rade vrlo dobro.Nije bilo tržišta za našu tehnologiju”, rekao je Dave.Ubrzo nakon obrane disertacije, pročitala je pregledni članak u časopisu Nature koji je promijenio sve.Članak je identificirao problem.Hemijsko odvajanje, koje je u središtu mnogih industrijskih procesa, zahtijeva mnogo energije.Industriji su potrebne efikasnije i jeftinije membrane.Dave je mislio da bi ona mogla imati rješenje.Nakon što su utvrdili da postoje ekonomske prilike, Dave, Grossman i Brent Keller, PhD '16, osnovali su Via Separations 2017. godine. Ubrzo nakon toga, izabrali su Engine kao jednu od prvih kompanija koja je dobila rizična sredstva od Massachusetts Institute of Technology.Trenutno se industrijska filtracija provodi zagrijavanjem kemikalija na vrlo visokim temperaturama da se odvoje spojevi.Dave to poredi sa prokuhavanjem vode dok ne ispari da bi se napravila tjestenina, a ono što je ostalo su špageti.U proizvodnji je ovaj metod hemijskog odvajanja energetski intenzivan i neefikasan.Via Separations je stvorio hemijski ekvivalent proizvoda „filter za testeninu“.Umjesto da koriste toplinu za razdvajanje, njihove membrane "filtriraju" spojeve.Ova metoda hemijske filtracije troši 90% manje energije od standardnih metoda.Dok je većina membrana napravljena od polimera, Via Separations membrane su napravljene od oksidiranog grafena, koji može izdržati visoke temperature i oštra okruženja.Membrana je kalibrirana prema potrebama kupaca promjenom veličine pora i podešavanjem kemije površine.Trenutno se Dave i njen tim fokusiraju na industriju celuloze i papira kao svoje uporište.Razvili su sistem koji energetski efikasnije reciklira supstancu poznatu kao "crni liker".papir, samo jedna trećina biomase se koristi za papir.Trenutno, najvrednije korištenje preostale dvije trećine otpadnog papira je korištenje isparivača za prokuhavanje vode, pretvarajući je iz vrlo razrijeđenog toka u vrlo koncentriran tok”, rekao je Dave.proizvedena energija se koristi za pokretanje procesa filtracije.”Ovaj zatvoreni sistem troši mnogo energije u Sjedinjenim Državama.To možemo učiniti tako što ćemo u kotao staviti "mrežu za špagete", dodaje Dave.VulcanForms: Aditivna proizvodnja u industrijskoj skali On predaje kurs o 3D štampanju, poznatijem kao Additive Manufacturing (AM).Iako mu u to vrijeme to nije bio glavni fokus, fokusirao se na istraživanje, ali mu je ta tema bila fascinantna.Kao i mnogi učenici u razredu, uključujući Martina Feldmanna MEng '14.Feldmann se pridružio Hartovoj istraživačkoj grupi sa punim radnim vremenom nakon što je stekao zvanje magistra napredne proizvodnje.Tamo su se povezali oko zajedničkog interesa u AM.Oni su vidjeli priliku za inovacije koristeći dokazanu tehnologiju aditivne proizvodnje metala poznatu kao lasersko zavarivanje u sloju praha i predložili su dovođenje koncepta aditivne proizvodnje metala u industrijsku skalu.2015. osnovali su VulcanForms.„Razvili smo arhitekturu AM mašina za proizvodnju delova izuzetnog kvaliteta i produktivnosti“, rekao je Hart."I mi.Naše mašine su integrisane u potpuno digitalni proizvodni sistem koji kombinuje aditivnu proizvodnju, naknadnu obradu i preciznu mašinsku obradu.„Za razliku od drugih kompanija koje prodaju 3D štampače drugima za izradu delova, VulcanForms koristi svoju flotu vozila za proizvodnju i prodaju industrijskih mašinskih delova kupcima.VulcanForms je narastao na skoro 400 zaposlenih.Tim je otvorio svoju prvu proizvodnju prošle godine.poduhvat pod nazivom “VulcanOne”.Kvalitet i preciznost delova koje proizvodi VulcanForms su kritični za proizvode kao što su medicinski implantati, izmenjivači toplote i motori aviona.Njihove mašine mogu da štampaju tanke slojeve metala.“Mi proizvodimo dijelove koje je teško proizvesti ili, u nekim slučajevima, nemoguće proizvesti”, dodao je Hart, član upravnog odbora kompanije.Tehnologija koju je razvio VulcanForms može pomoći u proizvodnji dijelova i proizvoda na održiviji način, bilo direktno kroz proces aditiva, ili indirektno kroz efikasniji i fleksibilniji lanac nabavke. Jedan od načina na koji VulcanForms i AM u cjelini doprinose održivosti je kroz ušteda materijala. Mnogi materijali koji se koriste u VulcanForms, kao što su legure titana, zahtevaju mnogo energije.dio od titana, koristite daleko manje materijala od tradicionalnih procesa obrade.Efikasnost materijala je ono što Hart vidi da AM pravi veliku razliku u smislu uštede energije.Hart također ističe da AM može ubrzati inovacije u tehnologijama čiste energije, od efikasnijih mlaznih motora do budućih fuzijskih reaktora. „Kompanije koje žele smanjiti rizik i razmjeriti čiste energetske tehnologije zahtijevaju stručnost i pristup naprednim proizvodnim mogućnostima, a industrijska proizvodnja aditiva je transformativno u tom pogledu”, dodaje Hart.Proizvod: Trenje.Profesor mašinstva Kripa Varanasi i LiquiGlide tim posvećeni su stvaranju budućnosti bez trenja i značajnom smanjenju otpada u tom procesu.Osnovan 2012. godine od strane Varanasija i bivšeg studenta Davida Smitha SM '11, LiquiGlide je razvio specijalne premaze koji omogućavaju tečnostima da „kliznu” preko površina.Svaka kap proizvoda ide u upotrebu, bilo da je iscijeđena iz tube paste za zube ili ocijeđena iz tegle od 500 litara u fabrici.Kontejneri bez trenja drastično smanjuju otpad od proizvoda i nema potrebe za čišćenjem kontejnera prije recikliranja ili ponovne upotrebe.kompanija je napravila veliki napredak u sektoru proizvoda široke potrošnje.Klijent kompanije Colgate koristio je tehnologiju LiquiGlide u dizajnu boce Colgate Elixir paste za zube, koja je osvojila nekoliko nagrada za industrijski dizajn.LiquiGlide se udružio sa svjetski poznatim dizajnerom Yves Beharom kako bi primijenio njihovu tehnologiju na ljepotu i higijenu lične ambalaže proizvoda.U isto vrijeme, američka uprava za hranu i lijekove obezbijedila im je glavni uređaj.Biofarmaceutske aplikacije stvaraju mogućnosti.U 2016. godini kompanija je razvila sistem koji proizvodi kontejnere bez trenja.površinska obrada rezervoara, lijevka i lijevka, sprječavajući lijepljenje materijala za zidove.Sistem može smanjiti materijalni otpad do 99%.“Ovo bi zaista moglo promijeniti igru.Štedi otpad od proizvoda, smanjuje otpadne vode od čišćenja rezervoara i pomaže da proizvodni proces bude bez otpada“, rekao je Varanasi, predsjednik LiquiGlidea.površina kontejnera.Kada se nanese na posudu, lubrikant se i dalje upija u teksturu.Kapilarne sile se stabilizuju i dozvoljavaju tečnosti da se širi po površini, stvarajući trajno podmazanu površinu po kojoj bilo koji viskozni materijal može kliziti.Kompanija koristi termodinamičke algoritme za određivanje sigurne kombinacije čvrstih materija i tečnosti u zavisnosti od proizvoda, bilo da se radi o pasti za zube ili boji.Kompanija je izgradila robotski sistem za prskanje koji može da rukuje kontejnerima i rezervoarima u fabrici.Osim što kompaniji štedi milione dolara u otpadu od proizvoda, LiquiGlide značajno smanjuje količinu vode potrebnu za redovno čišćenje ovih posuda gdje se proizvod često lijepi za zidove.Zahtijeva čišćenje sa dosta vode.Na primjer, u agrohemiji postoje stroga pravila za odlaganje rezultirajuće toksične otpadne vode.Sve se to može eliminisati sa LiquiGlide-om”, rekao je Varanasi.Iako su mnoge proizvodne fabrike zatvorene na početku 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.Kompanije kao što su Gradant, Via Separations, VulcanForms i LiquiGlide dokazuju da proširenje proizvodnje ne mora imati velike ekološke troškove.Proizvodnja ima potencijal za održivo povećanje.”mašinskih inženjera, proizvodnja je oduvek bila srž našeg rada.Konkretno, na MIT-u je oduvijek postojala posvećenost da proizvodnja bude održiva,” rekla je Evelyn Wang, Fordova profesorica inženjerstva i bivša predsjednica odjela za mašinstvo.naša planeta je prelepa.„Sa zakonima kao što su CHIPS i Zakon o nauci koji stimulišu proizvodnju, postojaće sve veća potražnja za start-upima i kompanijama koje razvijaju rešenja koja ublažavaju uticaj na životnu sredinu, približavajući nas održivijoj budućnosti.
Alumni MIT-a grade platformu za olakšavanje naučnog objavljivanja širom svijeta
Stručnjaci MIT-a okupljaju se kako bi bili inspirirani napretkom u neurotehnologiji


Vrijeme objave: Jan-06-2023
  • wechat
  • wechat