MIT-inĝenieroj disvolvas solvojn por pli pura estonteco

Eldonisto - Hinda Edukado-Novaĵo, Hinda Eduko, Tutmonda Eduko, Kolegio-Novaĵo, Universitatoj, Karieraj Elektoj, Akcepto, Laborpostenoj, Ekzamenoj, Testo-Poentoj, Kolegio-Novaĵo, Eduko-Novaĵo
Produktado estis en somero.La Leĝo pri Ĉipoj kaj Scienco, kiu ekvalidis en aŭgusto, reprezentas masivan investon en hejma fabrikado en Usono.La fakturo celas konsiderinde vastigi la usonan duonkonduktaĵindustrion, plifortigi provizoĉenojn kaj investi en esplorado kaj disvolviĝo por atingi novajn teknologiajn sukcesojn.Laŭ John Hart, profesoro pri mekanika inĝenierado kaj direktoro de la Laboratorio pri Fabrikado kaj Produktiveco ĉe la Masaĉuseca Instituto pri Teknologio, la Ĉipa Leĝo estas nur la plej nova ekzemplo de rimarkinda pliiĝo de intereso de fabrikantoj en la lastaj jaroj.La efiko de la pandemio sur provizoĉenoj, tutmonda geopolitiko, kaj la graveco kaj la graveco de daŭripovo, "diris Hart.Novigoj en industriaj teknologioj."Kun la kreskanta fokuso pri fabrikado, daŭripovo devas esti prioritatita.Ĉirkaŭ kvarono de ĉiuj forcej-efikaj gasoj en 2020 venas de industrio kaj fabrikado.Fabrikoj kaj fabrikoj ankaŭ povas malplenigi lokajn akvoprovizadojn kaj produkti vastajn kvantojn da rubo, kelkaj el kiuj povas esti toksaj.Por solvi ĉi tiujn problemojn kaj certigi la transiron al malaltkarbona ekonomio, necesas evoluigi novajn produktojn kaj industriajn procezojn kune kun daŭrigeblaj produktaj teknologioj.Hart opinias, ke mekanikaj inĝenieroj havas kritikan rolon por ludi en ĉi tiu transira rolo."Mekanikaj inĝenieroj havas unikan kapablon solvi kritikajn problemojn, kiuj postulas venontgeneraciajn aparatarteknologiojn kaj scipovas skali siajn solvojn," diris Hart, profesoro kaj diplomiĝinto de la MIT-Fako pri Mekanika Inĝenierado.Proponas solvojn al mediaj problemoj, pavimante la vojon al pli daŭrigebla estonteco.Gradun: Cleantech Water Solutions Manufacturing bezonas akvon, kaj multe da ĝi.Mezgranda semikonduktaĵfabriko uzas pli ol 10 milionojn da galonoj da akvo tage.la mondo ĉiam pli suferas pro sekeco.Gradiant ofertas solvojn al ĉi tiu akvoproblemo.La kompanio estas gvidata de Anurag Bajpayee SM '08 PhD '12 kaj Prakash Govindan PhD '12 kunfondintoj kaj pioniroj en daŭrigebla akvo aŭ "pura teknologio" projektoj.Bajpayee kaj Govindan, kiel gradstudantoj ĉe la Varmo-Transigo-Laboratorio nomita laŭ Rosenova Kendall, dividas pragmatismon kaj inklinon al ago.Dum severa arido en Ĉenajo, Hindio, Govindan evoluigis por sia PhD humidiga-malhumidiga teknologio kiu imitas la naturan ciklon de pluvoj.Teknologio, kiun ili nomis Carrier Gas Extraction (CGE), kaj en 2013 ili du fondis Gradient.CGE estas proprieta algoritmo kiu enkalkulas la ŝanĝeblecon en la kvalito kaj kvanto de envenanta kloakaĵo.La algoritmo baziĝas sur sendimensia nombro, kiun Govindan iam proponis nomi la Linhard nombron en honoro de sia kontrolisto.la akvokvalito en la sistemo ŝanĝiĝas, nia teknologio aŭtomate sendas signalon por ĝustigi la flukvanton por redoni la sendimensian nombron al 1. Post kiam ĝi revenos al valoro de 1, vi estos ĉe via plej bona," klarigis Govindan, COO de Gradiant. .La sistemo prilaboras kaj traktas kloakaĵon de fabrikoj por reuzo, finfine ŝparante milionojn da dolaroj jare en galonoj da akvo.Ĉar la firmao kreskis, la Gradiant-teamo aldonis novajn teknologiojn al sia arsenalo, inkluzive de selektema malpurigaĵo-ekstraktado, ekonomia metodo de forigado de nur certaj malpurigaĵoj, kaj procezo nomita kontraŭflua inversa osmozo, ilia salakva koncentriĝometodo.Ili nun ofertas kompletan aron de teknologiaj solvoj por akvopurigado kaj kloakaĵo por klientoj en industrioj kiel ekzemple farmaciaĵoj, energio, minado, manĝaĵo kaj trinkaĵo, kaj la kreskanta duonkondukta industrio."Ni estas provizanto de totalaj akvoprovizaj solvoj.Ni havas gamon da proprietaj teknologioj kaj elektos el nia sagujo laŭ la bezonoj de niaj klientoj, "diris Bajpayee, Ĉefoficisto de Gradiant.“Klientoj vidas nin kiel sian akvopartneron.Ni povas solvi iliajn akvoproblemojn de komenco ĝis fino, por ke ili povu koncentriĝi pri sia kerna komerco."Gradun spertis eksplodan kreskon dum la pasinta jardeko.Ĝis nun, ili konstruis 450 akvo- kaj kloakaĵpurigejojn kiuj traktas la ekvivalenton de 5 milionoj da hejmoj tage.Kun lastatempaj akiroj, la totala nombro kreskis al pli ol 500 homoj.La solvoj estas reflektitaj en siaj klientoj, kiuj inkluzivas Pfizer, Anheuser-Busch InBev kaj Coca-Cola.Iliaj klientoj ankaŭ inkluzivas semikonduktaĵajn gigantojn kiel Micron Technology, GlobalFoundries, Intel kaj TSMC.kloakaĵo kaj ultrapura akvo por duonkonduktaĵoj vere pliiĝis, "diris Bajpayee.Semikonduktaĵproduktantoj postulas ultrapuran akvon por produkti akvon.La totalaj dissolvitaj solidoj kompare kun trinkakvo estas kelkaj partoj por miliono.Male al la unua, la kvanto de akvo uzata por mikroĉipa fabrikado estas inter partoj po miliardo aŭ partoj po kvarliono.Nuntempe, la meza recikla indico en duonkondukta fabrikejo (aŭ fabriko) en Singapuro estas nur 43%.Uzante Ge C nian teknologion, ĉi tiuj fabrikoj povas recikli 98-99% de "La 10 milionoj da galonoj da akvo, kiujn ili bezonas por unuo de produktado.Ĉi tiu reciklita akvo estas sufiĉe pura por reiri en la produktadprocezon."Ni forigis ĉi tiun poluitan akvon-elfluon, preskaŭ forigante la dependecon de la semikonduktaĵfabriko je publikaj akvoprovizadoj."Bajpayee En, fabry ci estas sub kreskanta premo plibonigi sian akvouzon, igante daŭripovon kritika.al pli usonaj plantoj per apartigo: efika kemia filtrado kiel Bajpayee kaj Govindan, Shreya Dave '09, SM '12, PhD '16 temigis sensaligo por ŝia PhD.Sub la gvido de lia konsilisto, Jeffrey Grossman, Profesoro pri Materiala Scienco kaj Inĝenieristiko, Dave fabrikis membranon kiu povis disponigi pli efikan kaj pli malmultekostan sensaligo.Post zorgema kosto kaj merkatanalizo, Dave finis ke ŝiaj sensaligmembranoj ne povus esti komercigitaj."Modernaj teknologioj estas vere bonaj pri tio, kion ili faras.faru.Ili estas malmultekostaj, amasproduktitaj, kaj funkcias tre bone.Ne estis merkato por nia teknologio," diris Dave.Baldaŭ post defendi sian disertaĵon, ŝi legis recenzartikolon en la revuo Nature kiu ŝanĝis ĉion.La artikolo identigis la problemon.Kemia apartigo, kiu estas la koro de multaj industriaj procezoj, postulas multe da energio.La industrio bezonas pli efikajn kaj malpli multekostajn membranojn.Dave pensis, ke ŝi eble havos solvon.Post identigado ke ekzistas ekonomiaj ŝancoj, Dave, Grossman, kaj Brent Keller, PhD '16, kreis Via Separations en 2017. Baldaŭ poste, ili elektis Engine kiel unu el la unuajn firmaojn se temas pri ricevi riskkapitalfinancon de la Masaĉuseca Instituto de Teknologio.Nuntempe, industria filtrado estas efektivigita per varmigado de kemiaĵoj ĉe tre altaj temperaturoj por apartigi kunmetaĵojn.Dave komparas ĝin kun bolado de la tuta akvo ĝis ĝi vaporiĝas por fari paston kaj kio restas estas spageto.En produktado, ĉi tiu kemia apartiga metodo estas energiintensa kaj malefika.Via Separations kreis la kemian ekvivalenton de "pastaj filtrilaj" produktoj.Anstataŭ uzi varmon por apartigi, iliaj membranoj "filtras" la kunmetaĵojn.Ĉi tiu kemia filtra metodo konsumas 90% malpli da energio ol normaj metodoj.Dum la plej multaj membranoj estas faritaj el polimeroj, Via Separations-membranoj estas faritaj el oksidita grafeno, kiu povas elteni altajn temperaturojn kaj severajn mediojn.La membrano estas kalibrita al klientbezonoj ŝanĝante la porograndecon kaj surfackemian agordon.Nuntempe, Dave kaj ŝia teamo koncentriĝas pri la pulpo kaj paperindustrio kiel ilia piedtenejo.Ili evoluigis sistemon, kiu reciklas substancon konatan kiel "nigra likvoro" pli energie-efike.papero, nur unu triono de la biomaso estas uzata por papero.Ĝuste nun, la plej valora uzo de la ceteraj du trionoj de la rubpapero estas uzi vaporigilon por boli akvon, turnante ĝin de tre diluita rivereto al tre koncentrita rivereto," Dave diris.la energio produktita estas uzata por funkciigi la filtradprocezon."Ĉi tiu fermita sistemo konsumas multe da energio en Usono.Ni povas fari ĉi tion metante "spagetreton" en la kaldrono, Dave aldonas.VulcanForms: Industrial Scale Additive Manufacturing Li instruas kurson pri 3D-presado, pli konata kiel Additive Manufacturing (AM).Kvankam ĝi ne estis lia ĉefa fokuso tiutempe, li koncentriĝis pri esplorado, sed li trovis la temon fascina.Kiel faris multaj studentoj en la klaso, inkluzive de Martin Feldmann MEng '14.Feldmann aliĝis al la esplorgrupo de Hart plentempe post ricevado de magistro en progresinta produktado.Tie ili interligiĝis super reciproka intereso en AM.Ili vidis ŝancon novigi uzante pruvitan aldonan metalan fabrikadon teknologion konatan kiel pulvorlito-laserveldado kaj proponis alporti la koncepton de aldonaĵa metalproduktado al industria skalo.En 2015 ili fondis VulcanForms."Ni evoluigis la AM-Maŝinan Arkitekturon por produkti partojn de escepta kvalito kaj produktiveco," diris Hart.“Kaj ni.Niaj maŝinoj estis integritaj al plene cifereca fabrikada sistemo kombinanta aldonan fabrikadon, post-prilaboradon kaj precizecan maŝinadon."Malkiel aliaj kompanioj, kiuj vendas 3D-presilojn al aliaj por fari partojn, VulcanForms uzas sian aron de veturiloj por fari kaj vendi industriajn maŝinpartojn al klientoj.VulcanForms kreskis al preskaŭ 400 dungitoj.La teamo malfermis sian unuan produktadon pasintjare.entrepreno nomita "VulcanOne".La kvalito kaj precizeco de partoj produktitaj de VulcanForms estas kritikaj por produktoj kiel medicinaj enplantaĵoj, varmointerŝanĝiloj kaj aviadilaj motoroj.Iliaj maŝinoj povas presi maldikajn tavolojn de metalo."Ni produktas partojn malfacile fabrikeblajn aŭ, en iuj kazoj, neeblajn fabrikeblajn," aldonis Hart, membro de la estraro de la kompanio.La teknologio disvolvita de VulcanForms povas helpi produkti partojn kaj produktojn en pli daŭrigebla maniero, ĉu rekte per aldona procezo, ĉu nerekte per pli efika kaj fleksebla provizoĉeno. Unu el la manieroj kiel VulcanForms kaj AM entute kontribuas al daŭripovo estas pere. materialaj ŝparadoj.Multaj el la materialoj uzataj en VulcanForms, kiel titanaj alojoj, postulas multan energion.titana parto, vi uzas multe malpli da materialo ol tradiciaj maŝinprilaboraj procezoj.Materiala efikeco estas kie Hart vidas AM fari grandegan diferencon en terminoj de energiŝparo.Hart ankaŭ substrekas, ke AM povas akceli novigadon en puraj energiaj teknologioj, de pli efikaj jetmotoroj ĝis estontaj fuziaj reaktoroj. "Firmaoj, kiuj volas redukti riskon kaj skali purajn energiteknologiojn, postulas kompetentecon kaj aliron al altnivelaj produktadkapabloj, kaj industria aldonaĵproduktado estas. transforma tiurilate," Hart aldonas.Produkto: Frikcio.Profesoro pri mekanika inĝenierado Kripa Varanasi kaj la teamo de LiquiGlide kompromitas krei senfrikcian estontecon kaj signife redukti malŝparon en la procezo.Fondita en 2012 de Varanasi kaj eks-studento David Smith SM '11, LiquiGlide evoluigis specialajn tegaĵojn, kiuj permesas al likvaĵoj "gliti" super surfacoj.Ĉiu guto da produkto estas uzata, ĉu ĝi estas elpremita el tubo da dentopasto aŭ drenita el 500-litra kruĉo en la fabriko.Senfrikciaj ujoj draste reduktas produktan rubon, kaj ne necesas purigi ujojn antaŭ reciklado aŭ reuzo.la kompanio faris grandajn paŝojn en la sektoro de konsumvaroj.Kliento de Colgate uzis LiquiGlide-teknologion en la dezajno de botelo da Colgate Elixir dentopasto, kiu gajnis plurajn industriajn dezajnopremiojn.LiquiGlide kunlaboris kun mondfama dezajnisto Yves Behar por apliki ilian teknologion al beleco kaj persona produkta paka higieno.Samtempe la usona Administracio pri Manĝaĵoj kaj Medikamentoj provizis ilin per majstra aparato.Biofarmaciaj aplikoj kreas ŝancojn.En 2016, la firmao evoluigis sistemon kiu faras senfrikcion ujproduktadon.surfaca traktado de stokujoj, funeloj kaj salteloj, malhelpante materialon algluiĝi al la muroj.La sistemo povas redukti materialan malŝparon ĝis 99%."Ĉi tio vere povus esti ludŝanĝilo.Ĝi ŝparas produktan rubon, reduktas rubakvon de tanka purigado kaj helpas fari la produktadprocezon senmalŝparo, "diris Varanasi, prezidanto de LiquiGlide.ujo surfaco.Kiam aplikata al ujo, la lubrikaĵo ankoraŭ estas sorbita en la teksturon.Kapilaraj fortoj stabiligas kaj permesas al la likvaĵo disvastiĝi sur la surfaco, kreante permanente lubrikitan surfacon sur kiu ajna viskoza materialo povas gliti.La firmao uzas termodinamikajn algoritmojn por determini la sekurajn kombinaĵojn de solidoj kaj likvaĵoj depende de la produkto, ĉu ĝi estas dentopasto aŭ farbo.La firmao konstruis robotan ŝprucsistemon kiu povas pritrakti ujojn kaj tankojn en la fabriko.Krom ŝpari al la kompanio milionojn da dolaroj en produkta malŝparo, LiquiGlide signife reduktas la kvanton da akvo necesa por regule purigi ĉi tiujn ujojn kie produkto ofte gluiĝas al la muroj.Necesas purigadon kun multe da akvo.Ekzemple, en agrokemio, ekzistas striktaj reguloj por la forigo de la rezulta venena kloakaĵo.Ĉio ĉi povas esti forigita per LiquiGlide, "diris Varanasi.Dum multaj fabrikoj fermiĝis frue en la pandemio, malrapidigante la lanĉon de CleanTanX-piloprojektoj en fabrikoj, la situacio pliboniĝis en la lastaj monatoj.Varanasio vidas kreskantan postulon je LiquiGlide-teknologio, precipe por likvaĵoj kiel semikonduktaĵpastoj.Firmaoj kiel Gradant, Via Separations, VulcanForms kaj LiquiGlide pruvas, ke pligrandigi produktadon ne devas havi krutan median koston.Fabrikado havas la eblon grimpi daŭripove."mekanikaj inĝenieroj, fabrikado ĉiam estis la kerno de nia laboro.Precipe, ĉe MIT, ĉiam estis devontigo fari fabrikadon daŭrigebla,” diris Evelyn Wang, Ford-profesoro pri inĝenierado kaj iama prezidanto de la fako pri mekanika inĝenierado.nia planedo estas bela."Kun leĝoj kiel CHIPS kaj la Scienca Leĝo stimulantaj fabrikadon, estos kreskanta postulo je noventreprenoj kaj kompanioj, kiuj disvolvas solvojn, kiuj mildigas median efikon, proksimigante nin al pli daŭrigebla estonteco.
Eks-studentoj de MIT Konstruas Platformon por Faciligi Sciencan Eldonadon Ĉirkaŭ la Mondo
Ekspertoj de MIT Kunvenas por Inspiriĝi de Progresoj en Neŭroteknologio


Afiŝtempo: Jan-06-2023
  • wechat
  • wechat