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A pruduzzione era in alta estate.U Chips and Science Act, chì hè entrata in vigore in Aostu, rapprisenta un investimentu massivu in a fabricazione domestica in i Stati Uniti.U prugettu di legge hà per scopu di espansione sostanzialmente l'industria di i semiconduttori di i Stati Uniti, rinfurzà e catene di supply, è invistisce in ricerca è sviluppu per ottene novi innovazioni tecnologiche.Sicondu John Hart, prufessore di ingegneria meccanica è direttore di u Laboratoriu di Manufacturing and Productivity à l'Istitutu di Tecnulugia di Massachusetts, u Chip Act hè solu l'ultimu esempiu di un notable aumentu di l'interessu da i pruduttori in l'ultimi anni.L'impattu di a pandemia nantu à e catene di furnimentu, a geopolitica glubale, è a rilevanza è l'impurtanza di u sviluppu durevule ", hà dettu Hart.Innuvazioni in tecnulugia industriale."Cù l'enfasi crescente nantu à a fabricazione, a sustenibilità deve esse priorità.Circa un quartu di tutte l'emissioni di gas di serra in 2020 venenu da l'industria è a fabricazione.E fabbriche è e fabbriche ponu ancu esaurisce l'approvvigionamentu d'acqua lucale è pruduce una grande quantità di rifiuti, alcuni di i quali ponu esse tossichi.Per risolve questi prublemi è assicurà a transizione à una ecunumia bassu di carbonu, hè necessariu di sviluppà novi prudutti è prucessi industriali cù tecnulugii di produzzione sustinibili.Hart crede chì l'ingegneri meccanichi anu un rolu criticu à ghjucà in stu rolu di transizione."L'ingegneri meccanichi anu una capacità unica per risolve i prublemi critichi chì necessitanu tecnulugii di hardware di a prossima generazione è sapanu cumu scala e so suluzioni", disse Hart, prufissore è graduatu di u Dipartimentu di Ingegneria Meccanica di u MIT.Offre suluzioni à i prublemi ambientali, aprendu a strada per un futuru più sustenibile.Gradun: Cleantech Water Solutions Manufacturing hà bisognu d'acqua, è assai.Una pianta di fabricazione di semiconductor di mediana usa più di 10 milioni di litri d'acqua per ghjornu.u mondu hè sempre più soffrendu da a siccità.Gradiant offre suluzioni à stu prublema di l'acqua. A cumpagnia hè guidata da Anurag Bajpayee SM '08 PhD '12 è Prakash Govindan PhD '12 co-fundatori è pionieri in l'acqua sustinevuli o prughjetti di "tecnologia pulita".Bajpayee è Govindan, cum'è studienti graduate in u Laboratoriu di Trasferimentu di Calore chjamatu dopu à Rosenova Kendall, sparte pragmatismu è una inclinazione per l'azzione.Duranti una severa seca in Chennai, India, Govindan hà sviluppatu per u so PhD una tecnulugia di umidificazione-dehumidificazione chì imita u ciculu naturale di e piova.Una tecnulugia chì chjamanu Carrier Gas Extraction (CGE), è in 2013 i dui anu fundatu Gradient.CGE hè un algoritmu propiu chì piglia in contu a variabilità in a qualità è a quantità di l'acqua di scarico entrante.L'algoritmu hè basatu annantu à un numeru senza dimensioni, chì Govindan hà prupostu di chjamà u numeru Linhard in onore di u so supervisore.a qualità di l'acqua in u sistema cambia, a nostra tecnulugia manda automaticamente un signalu per aghjustà u flussu per rinvià u numeru senza dimensioni à 1. Una volta torna à un valore di 1, sarete à u vostru megliu ", spiegò Govindan, COO di Gradiant. .U sistema processa è tratta l'acqua residuale da i stabilimenti di fabricazione per a riutilizazione, in fine di risparmià milioni di dollari annu in litri d'acqua.Cum'è a cumpagnia hà crisciutu, a squadra di Gradiant hà aghjustatu e tecnulugia novi à u so arsenale, cumpresa l'estrazione selettiva di contaminanti, un metudu ecunomicu di sguassà solu certi inquinanti, è un prucessu chjamatu osmosi inversa contracorrente, u so metudu di cuncentrazione di salmuera.Avà offre un inseme cumpletu di suluzioni tecnologiche per u trattamentu di l'acqua è l'acqua residuale per i clienti in l'industrii cum'è a farmaceutica, l'energia, a minera, l'alimentariu è a bevanda, è a crescente industria di semiconduttori."Semu un fornitore di suluzioni totali di fornitura d'acqua.Avemu una gamma di tecnulugii proprietarii è scegliemu da u nostru quiver basatu annantu à i bisogni di i nostri clienti ", disse Bajpayee, CEO di Gradiant."I clienti ci vedenu cum'è u so cumpagnu di l'acqua.Pudemu risolve i so prublemi d'acqua da u principiu à a fine per pudè fucalizza nantu à u so core business."Gradun hà sperimentatu una crescita splussiva in l'ultima decada.Finu a data, anu custruitu 450 stazioni di trattamentu di l'acqua è di l'acqua residuale chì trattanu l'equivalente di 5 milioni di case à ghjornu.Cù acquisti recenti, u numeru tutale di persone hè cresciutu à più di 500 persone.E soluzioni sò riflesse in i so clienti, chì includenu Pfizer, Anheuser-Busch InBev è Coca-Cola.I so clienti includenu ancu giganti di semiconduttori cum'è Micron Technology, GlobalFoundries, Intel è TSMC.L'acqua residuale è l'acqua ultrapura per i semiconduttori sò veramente aumentate ", disse Bajpayee.I pruduttori di semiconduttori necessitanu acqua ultrapura per pruduce l'acqua.U solidu dissolutu tutale cumparatu cù l'acqua potabile hè uni pochi di parti per milione.A cuntrariu di l'antica, a quantità di acqua utilizata per a fabricazione di microchip hè trà parte per billion o parte per quadrillion.Currently, u tassu di riciclamentu mediu in una pianta di fabricazione di semiconductor (o fabbrica) in Singapore hè solu 43%.Using Ge C a nostra tecnulugia, sti fabbriche ponu riciclà 98-99% di "I 10 milioni di litri d'acqua chì anu bisognu per unità di pruduzzione.Questa acqua riciclata hè abbastanza pulita per vultà in u prucessu di fabricazione ".Avemu eliminatu stu scaricamentu d'acqua contaminata, eliminendu virtualmente a dependenza di a pianta semiconductora da l'approvvigionamentu di l'acqua publica.Bajpayee In, fabry ci sò sottu pressione crescente à migliurà u so usu acqua, facennu sustenibilità critica.à più piante di i Stati Uniti attraversu a separazione: filtrazione chimica efficiente cum'è Bajpayee è Govindan, Shreya Dave '09, SM '12, PhD '16 focalizata in a desalinizazione per u so PhD.Sutta a guida di u so cunsiglieru, Jeffrey Grossman, Prufessore di Scienza è Ingegneria di i Materiali, Dave hà fabricatu una membrana chì puderia furnisce una desalinizazione più efficiente è più economica.Dopu un analisi attentu di u costu è di u mercatu, Dave hà cunclusu chì e so membrane di desalinizazione ùn puderanu micca esse cummercializati."I tecnulugii muderni sò veramente boni in ciò chì facenu.fà.Sò boni, pruduciutu in massa, è travaglianu assai bè.Ùn ci era micca mercatu per a nostra tecnulugia ", disse Dave.Pocu dopu avè difesu a so dissertazione, hà lettu un articulu di rivista in a rivista Nature chì hà cambiatu tuttu.L'articulu hà identificatu u prublema.A separazione chimica, chì hè in u core di parechji prucessi industriali, richiede assai energia.L'industria hà bisognu di membrane più efficaci è menu caru.Dave hà pensatu chì puderia avè una suluzione.Dopu à identificà chì ci era uccasioni ecunòmica, Dave, Grossman, è Brent Keller, PhD '16, criatu Via Separations in 2017. Pocu dopu, ch'elli sceltu Engine cum'è unu di i primi cumpagnii di riciviri venture capital funding da u Massachusetts Institute of Technology.Attualmente, a filtrazione industriale hè realizata da riscaldamentu chimichi à temperature assai elevate per separà i composti.Dave l'assimila à bolle tutta l'acqua finu à chì evapora per fà a pasta è ciò chì resta hè spaghetti.In a pruduzzione, stu metudu di separazione chimica hè intensiva in energia è inefficiente.Via Separations hà creatu l'equivalente chimicu di i prudutti "filtru pasta".Invece di utilizà u calore per separà, i so membrani "filtranu" i composti.Stu metudu di filtrazione chimica cunsuma 90% menu energia cà i metudi standard.Mentri a maiò parte di i membrani sò fatti di polimeri, i membrani Via Separations sò fatti di graphene oxidized, chì ponu resiste à temperature elevate è ambienti duru.A membrana hè calibrata à i bisogni di i clienti cambiendu a dimensione di i pori è l'accordu di a chimica di a superficia.Attualmente, Dave è a so squadra si concentranu nantu à l'industria di a pasta è a carta cum'è u so postu.Hanu sviluppatu un sistema chì ricicla una sustanza cunnisciuta cum'è "licoru neru" più efficientemente energeticu.carta, solu un terzu di a biomassa hè aduprata per a carta.Avà, l'usu più preziosu di e duie terze restante di i scarti di carta hè di utilizà un evaporatore per bollire l'acqua, trasfurmendu da un flussu assai dilutu à un flussu assai cuncentratu ", disse Dave.l'energia prodotta hè aduprata per alimentà u prucessu di filtrazione ".Stu sistema chjusu cunsuma assai energia in i Stati Uniti.Pudemu fà questu mettendu una "spaghetti net" in u caldu, Dave aghjusta.VulcanForms: Industrial Scale Additive Manufacturing Insegna un cursu di stampa 3D, più cunnisciutu cum'è Additive Manufacturing (AM).Ancu s'ellu ùn era micca u so focu principalu à l'epica, hà focu annantu à a ricerca, ma hà trovu u tema fascinante.Cum'è parechji studienti in a classe, cumpresu Martin Feldmann MEng '14.Feldmann s'hè unitu à u gruppu di ricerca di Hart à tempu pienu dopu avè ricivutu un maestru in a fabricazione avanzata.Là, anu unitu nantu à un interessu mutuale in AM.Hanu vistu l'uppurtunità di innuvà cù una tecnulugia di fabricazione di metalli additivi pruvati cunnisciuta cum'è saldatura laser di lettu di polveri è pruposti di purtà u cuncettu di fabricazione di metalli additivi à una scala industriale.In u 2015 anu fundatu VulcanForms."Avemu sviluppatu l'Architettura di Macchine AM per pruduce parti di qualità eccezziunale è produtividade", disse Hart."E noi.E nostre macchine sò state integrate in un sistema di fabricazione cumplettamente digitale chì combina a fabricazione additiva, a post-processazione è a machinazione di precisione."A cuntrariu di l'altri cumpagnie chì vendenu stampanti 3D à l'altri per fà pezzi, VulcanForms usa a so flotta di veiculi per fà è vende pezzi di macchina industriale à i clienti.VulcanForms hè cresciutu à quasi 400 impiegati.A squadra hà apertu a so prima pruduzzione l'annu passatu.venture chjamata "VulcanOne".A qualità è a precisione di e parti prodotte da VulcanForms hè critica per i prudutti cum'è implanti medichi, scambiatori di calore è mutori di l'aeronautica.E so machini ponu stampà strati sottili di metallu."Producemu pezzi chì sò difficiuli di fabricà o, in certi casi, impussibili di fabricà", aghjunse Hart, un membru di u cunsigliu di direzzione di a cumpagnia.A tecnulugia sviluppata da VulcanForms pò aiutà à pruduce pezzi è prudutti in una manera più sustinevule, sia direttamente per un prucessu additivu, sia indirettu per una catena di supply chain più efficiente è flexible. materiale savings.Many di i materiali usati in VulcanForms, cum'è alliati di titaniu, necessitanu assai energia.una parte di titaniu, aduprate assai menu materiale di i prucessi di machining tradiziunali.L'efficienza materiale hè induve Hart vede AM face una grande differenza in termini di risparmiu energeticu.Hart indica ancu chì AM pò accelerà l'innuvazione in tecnulugia d'energia pulita, da i motori jet più efficaci à i futuri reattori di fusione in. trasformativu in questu sensu ", aghjusta Hart.Pruduttu: Friction.U prufessore di ingegneria meccanica Kripa Varanasi è a squadra LiquiGlide sò impegnati à creà un futuru senza attritu è ​​à riduce significativamente i rifiuti in u prucessu.Fundatu in u 2012 da Varanasi è l'alumnus David Smith SM '11, LiquiGlide hà sviluppatu rivestimenti speciali chì permettenu à i liquidi di "scissà" nantu à e superfici.Ogni goccia di pruduttu va à l'usu, sia spressu da un tubu di pasta dentale o drenatu da un vasu di 500 litri in a fabbrica.I cuntenituri senza attritu riducenu drasticamente i rifiuti di u produttu, è ùn ci hè bisognu di pulizziari cuntenituri prima di riciclà o riutilizà.a cumpagnia hà fattu grandi passi in u settore di i prudutti di u cunsumu.Un cliente Colgate hà utilizatu a tecnulugia LiquiGlide in u disignu di una buttiglia di pasta di denti Colgate Elixir, chì hà vintu parechji premii di design di l'industria.LiquiGlide hà assuciatu cù u designer di fama mundiale Yves Behar per applicà a so tecnulugia à a bellezza è l'igiene di l'imballaggio di i prudutti persunali.À u listessu tempu, a Food and Drug Administration di i Stati Uniti li furnia un dispositivu maestru.L'applicazioni biofarmaceutiche creanu opportunità.In u 2016, a cumpagnia hà sviluppatu un sistema chì face a produzzione di cuntainer senza attritu.Trattamentu di a superficia di cisterna, funnels è hoppers, impediscendu chì u materiale si appiccica à i muri.U sistema pò riduce i rifiuti di materiale finu à u 99%."Questu puderia esse veramente un cambiamentu di ghjocu.Salva i rifiuti di u produttu, riduce l'acqua residua da a pulizia di i cisterna, è aiuta à rende u prucessu di fabricazione senza rifiuti ", hà dettu Varanasi, presidente di LiquiGlide.superficia di u containeru.Quandu hè appiicata à un cuntainer, u lubricante hè sempre assorbutu in a struttura.E forze capillari stabilizzanu è permettenu chì u liquidu si sparghje nantu à a superficia, creendu una superficia lubricata permanentemente nantu à quale qualsiasi materiale viscosu pò scorri.A cumpagnia usa algoritmi termodinamici per determinà e combinazioni sicure di solidi è liquidi secondu u pruduttu, sia di pasta di denti o pittura.A cumpagnia hà custruitu un sistema di spray roboticu chì pò trattà cuntenituri è tanki in a fabbrica.In più di salvà a cumpagnia di milioni di dollari in i rifiuti di u produttu, LiquiGlide riduce significativamente a quantità d'acqua necessaria per pulizziari regularmente questi cuntenituri induve u pruduttu spessu si attacca à i muri.Hè bisognu di pulizia cù assai acqua.Per esempiu, in l'agrochimica, ci sò regule strette per l'eliminazione di l'acqua di l'acqua tossica resultanti.Tuttu chistu pò esse eliminatu cù LiquiGlide ", hà dettu Varanasi.Mentre chì parechji stabilimenti di fabricazione sò chjusi prima di a pandemia, rallentendu u lanciu di prughjetti piloti CleanTanX in e fabbriche, a situazione hè migliorata in l'ultimi mesi.Varanasi vede una dumanda crescente per a tecnulugia LiquiGlide, in particulare per i liquidi cum'è pasti semiconduttori.Cumpagnia cum'è Gradant, Via Separations, VulcanForms è LiquiGlide sò dimustrà chì l'espansione di a produzzione ùn deve micca vene à un costu ambientale elevatu.A fabricazione hà u putenziale di scala in modu sustenibile ".ingegneri miccanicu, a fabricazione hè sempre stata u core di u nostru travagliu.In particulare, à u MIT, ci hè sempre statu un impegnu à rende a fabricazione sustenibile ", disse Evelyn Wang, prufessore di ingegneria di Ford è anticu presidente di u dipartimentu di ingegneria meccanica.u nostru pianeta hè bellu."Cù liggi cum'è CHIPS è l'Attu di Scienza chì stimulanu a fabricazione, ci sarà una dumanda crescente di start-up è cumpagnie chì sviluppanu soluzioni chì mitiganu l'impattu ambientale, avvicinanduci à un futuru più sustenibile.
L'Alumni MIT Custruiscenu una Piattaforma per Facilità a Publicazione Scientifica In u mondu
Esperti di u MIT si riuniscenu per esse ispirati da l'avanzati in a neurotecnologia