Utskriftshus på en 3D-printer og 4 flere ingeniørtrender som vil gjøre verden til et bedre sted
Miscellanea / / January 19, 2022
Én T-skjorte laget av smart stoff holder deg varm i kulden og kjølig i varmen. Og gårder i flere etasjer vil spare kilometervis med åker. Finn ut hvordan andre ingeniører vil forandre livene våre i nær fremtid.
Trend 1: Utvikle grønne drivstoff for å redusere karbonavtrykket ditt
Den progressive verden er seriøst engasjert i overgangen til rene og fornybare energikilder for transport. Veiene er fylt med elektriske kjøretøy, men dette er ikke nok for ingeniører. De jobber med makt for å forbedre hydrogenmotorer. Grønt hydrogen regnes allerede som hovedalternativet til diesel, og forskere har funnet en måte å produsere det på en miljøvennlig måte. For å gjøre dette brukes elektrolyse av vann, og energien som er nødvendig for reaksjonen kommer fra en fornybar kilde. Metoden lar deg bli kvitt 830 millioner tonn skadelige karbondioksidutslipp per år.
Mange bilgiganter produserer allerede biler med hydrogenmotorer. Neste opp er luftfart. Airbus er aktivt jobber
på opprettelsen av "grønne" fly, og i USA planlegger de å lage verdens første bemannede helikopter på hydrogendrivstoff. Men eksperter de sierat «grønt» hydrogen vil kunne konkurrere med sine ikke-miljøvennlige motparter tidligst om 10 år. Samtidig er EU, Australia, USA og andre land allerede startet å utvikle hydrogenenergi, og Japan gjorde det til en statlig prioritet tilbake i 2017. I denne bransjen vil ingeniører definitivt ha noe å gjøre.Trend 2: optimalisering av matproduksjon - vertikale gårder for grønnsaker og frukt
Når byggingen av skyskrapere løste problemet med komprimering av byer. Nå overfører ingeniører denne ideen til landbruket og foreslår å bygge gårder ikke i bredden, men oppover - fleretasjes senger i stedet for kilometer med åker. En vertikal landbruksgård er et automatisert kompleks med kunstig belysning, klimaanlegg, oppvarming og steril luft. Det er vanligvis et lukket vanningssystem: du kan gjenbruke den fordampede fuktigheten og spare opptil 90 % vann. Et slikt ingeniørmirakel vil tillate jordbruk selv i sentrum av byen. Og også i områder med tørt klima og tøffe forhold i det fjerne nord.
Frukt og grønnsaker fra slike gårder er ikke verre enn fra vanlige. Og kanskje enda bedre: de inneholder ikke plantevernmidler og skadedyr, fordi kunstgjødsel og kjemikalier ikke brukes i produksjonen. Av eksperters vurderinger, innen 2025 vil vertikale gårder bli normen for store byer i utviklede land. I dag er uvanlig jordbruk mest aktivt utvikler i USA, Tyskland, Kina og Japan. Selv sjefen for Amazon, Jeff Bezos, satte pris på den teknologiske trenden og skyndte seg investere i en startup som jobber med vertikale gårder.
Trend 3: utvikling av modellering og datateknikk
Konkurransen blant produsenter vokser i et forrykende tempo, prosesser i bedrifter blir mer komplekse, kostnader og risiko øker. Datateknikk bidrar til å holde tritt med fremgangen og redusere kostnadene. Disse systemene lar deg designe digitale modeller av produkter og prosesser i hele produksjonssyklusen.
Slike teknologier viser seg å være mer økonomiske enn ekte prototyper - virtuelle modeller krever ikke materialer, bare beregninger på en dataskjerm. Ved produksjon av varer reduserer modellering prosentandelen av produktfeil, fordi mange feil elimineres på designstadiet. I dag brukes disse teknologiene med hell innen maskinteknikk, metallurgi, biomedisin, arkitektur, design og til og med i romfartsindustrien. I oktober i fjor åpnet Elon Musk den fjerde Tesla Gigafactory i Berlin. Det er planlagt å utgivelse 500 tusen biler i året. Selvsagt vil slike produksjonsvolumer blant annet leveres av datateknikk. Forresten begynte verdifulle spesialister i denne profilen kokk og ved russiske universiteter.
Trend 4: bygge bygninger med 3D-printing
Med bruk av 3D-printer ble det mulig å bygge hus i løpet av få dager. Den største bygningen i verden "trykt" i Dubai. Dette er resultatet av arbeidet til en oppstart med russiske røtter, som tilbake i 2017 “bygget» på vår egen 3D-printer et 38 meter langt hus i Stupino nær Moskva på bare 24 timer. Byggearealet i UAE er 641 kvadratmeter, det fryktelig i Guinness rekordbok og brakte gründere en million dollar. I følge planene til Dubai-myndighetene skal innen 2030 en fjerdedel av byens bygninger bygges ved hjelp av 3D-printere.
Teknologi muliggjør redusere byggekostnadene med seks ganger, samt redusere avfallet på byggeplassen. Innen 3D-utskrift av bygninger er en annen retning også relevant for ingeniører - opprettelsen av nye materialer. For eksempel var University of South Wales i stand til det Komme opp medhvordan reparere 3D-trykt plast ved hjelp av LED-bjelker. Eksperimenter har vist at den funnet metoden gjenoppretter materialet og i tillegg gjør det sterkere. En nyttig bonus ved oppdagelsen er hensynet til miljøet, fordi løsningen reduserer mengden plastavfall.
Trend 5: Lage klær med smarte stoffer
Hvem hadde trodd at ingeniører for alvor ville engasjere seg i produksjon av materialer til klær. Fiberoptikk, metaller, ledende polymerer og andre komponenter har erstattet tradisjonell bomull og ull. For eksempel kan nye syntetiske stoffer absorbere svette og ikke bli tunge, og vanntette stoffer beskytter perfekt mot dårlig vær - dette vil ikke overraske noen.
Nå foregår det en aktiv utvikling av spesielle – smarte – materialer som er i stand til å tilpasse seg miljøendringer. For eksempel endre farge, "slå på" vannmotstand, antibakterielle og andre egenskaper. Smarte klær vil hjelpe deg å ikke fryse i kulden og ikke overopphetes i varmen. adaptivt vev kom opp med ved University of Maryland. Den reagerer på temperaturen i menneskekroppen og bestemmer om den skal varmes eller avkjøles. Smarte stoffer kan til og med gjøre arbeidet til leger enklere. Sensorer og sensorer i slike materialer tillate overvåke helsen til pasienter og fange symptomene på visse sykdommer.
Ingeniører gjør vår verden bedre og mer praktisk. Yrket vil være etterspurt i de neste tiårene, så mange skoleelever og studenter ønsker å bygge en karriere i denne bransjen. Det er til og med hele konkurranser blant fremtidige ingeniører! Den 10. sesongen av CASE-IN International Engineering Championship, et av prosjektene til presidentplattformen "Russia – Land of Opportunities", starter snart. Den vil vare i 5 måneder, og finalen avholdes i mai 2022 i Moskva. "Idrettsutøvere" må løse problemer om emnet "Industry 4.0".
Registrering av deltakere til mesterskapet har allerede startet. Elever, studenter og unge spesialister fra alle regioner i Russland kan prøve seg i konkurransen. Blant premiene er ytterligere USE-poengsummer, fortrinnsvilkår for opptak til doktorgrads- og masterprogrammer, samt interessante jobbtilbud.