Huizen printen op een 3D-printer en nog 4 technische trends die onze wereld een betere plek zullen maken
Gemengde Berichten / / January 19, 2022
Een T-shirt van slimme stof houdt je warm in de kou en koel in de hitte. En boerderijen met meerdere verdiepingen zullen kilometers aan velden besparen. Ontdek hoe andere ingenieurs ons leven in de zeer nabije toekomst zullen veranderen.
Trend 1: Groene brandstoffen ontwikkelen om uw ecologische voetafdruk te verkleinen
De vooruitstrevende wereld is serieus bezig met de transitie naar schone en hernieuwbare energiebronnen voor transport. De wegen staan vol met elektrische voertuigen, maar dat is niet genoeg voor ingenieurs. Ze werken met man en macht om waterstofmotoren te verbeteren. Groene waterstof wordt al beschouwd als het belangrijkste alternatief voor dieselbrandstof en wetenschappers hebben een manier gevonden om het op een milieuvriendelijke manier te produceren. Om dit te doen, wordt elektrolyse van water gebruikt en is de energie die nodig is voor de reactie afkomstig van een hernieuwbare bron. De methode stelt u in staat om zich te ontdoen van 830 miljoen ton schadelijke uitstoot van kooldioxide per jaar.
Veel autogiganten produceren al auto's met waterstofmotoren. Het volgende is de luchtvaart. Airbus is actief werkend over de creatie van "groene" vliegtuigen, en in de Verenigde Staten zijn ze van plan om 's werelds eerste bemande helikopter op waterstofbrandstof. Echter, deskundigen ze zeggendat "groene" waterstof niet eerder dan over 10 jaar kan concurreren met zijn niet-milieuvriendelijke tegenhangers. Tegelijkertijd zijn de EU, Australië, de VS en andere landen al begonnen om waterstofenergie te ontwikkelen, en Japan maakte er in 2017 een staatsprioriteit van. In deze branche zullen ingenieurs zeker iets te doen hebben.
Trend 2: optimalisatie van de voedselproductie - verticale boerderijen voor groenten en fruit
Ooit loste de bouw van wolkenkrabbers het probleem van de verdichting van steden op. Nu brengen ingenieurs dit idee over naar de landbouw en stellen ze voor om boerderijen niet in de breedte te bouwen, maar hoger - bedden met meerdere verdiepingen in plaats van kilometers akkers. Een verticale agrarische boerderij is een geautomatiseerd complex met kunstmatige verlichting, airconditioning, verwarming en steriele lucht. Meestal is er sprake van een gesloten irrigatiesysteem: je kunt het verdampte vocht hergebruiken en tot 90% water besparen. Zo'n technisch wonder zal landbouw mogelijk maken, zelfs in het centrum van de stad. En ook in gebieden met een droog klimaat en barre omstandigheden in het Verre Noorden.
Groenten en fruit van dergelijke boerderijen zijn niet slechter dan van gewone. En misschien nog beter: ze bevatten geen bestrijdingsmiddelen en ongedierte, want bij de productie worden geen meststoffen en chemicaliën gebruikt. Door beoordelingen van experts, zullen verticale boerderijen tegen 2025 de norm worden voor grote steden in ontwikkelde landen. Tegenwoordig is ongebruikelijke landbouw het meest actief ontwikkelt in de VS, Duitsland, China en Japan. Zelfs het hoofd van Amazon, Jeff Bezos, waardeerde de technologische trend en haastte zich investeren in een startup die werkt met vertical farms.
Trend 3: ontwikkeling van modellering en computerengineering
De concurrentie tussen fabrikanten neemt in een razend tempo toe, processen in ondernemingen worden complexer, kosten en risico's nemen toe. Computertechniek helpt om de voortgang bij te houden en de kosten te verlagen. Met deze systemen ontwerpt u digitale modellen van producten en processen van de gehele productiecyclus.
Dergelijke technologieën blijken zuiniger dan echte prototypes - virtuele modellen vereisen geen materialen, alleen berekeningen op een computerscherm. Bij de productie van goederen vermindert modellering het percentage productdefecten, omdat veel fouten in de ontwerpfase worden geëlimineerd. Tegenwoordig worden deze technologieën met succes gebruikt in machinebouw, metallurgie, biogeneeskunde, architectuur, design en zelfs in de lucht- en ruimtevaartindustrie. In oktober vorig jaar opende Elon Musk de vierde Tesla Gigafactory in Berlijn. Het is de bedoeling dat vrijlating 500 duizend auto's per jaar. Dergelijke productievolumes zullen uiteraard onder meer worden geleverd door computerengineering. Trouwens, waardevolle specialisten van dit profiel begonnen koken en aan Russische universiteiten.
Trend 4: gebouwen bouwen met 3D-printen
Met behulp van een 3D-printer werd het mogelijk om in een paar dagen tijd huizen te bouwen. Het grootste gebouw ter wereld "gedrukt" in Dubai. Dit is het resultaat van het werk van een startup met Russische roots, die in 2017gebouwd» op onze eigen 3D-printer een huis van 38 meter in Stupino bij Moskou in slechts 24 uur. Het bouwoppervlak in de VAE is 641 vierkante meter, het is vreselijk in het Guinness Book of Records en bracht ondernemers een miljoen dollar op. Volgens de plannen van de autoriteiten van Dubai zal in 2030 een kwart van de gebouwen van de stad worden gebouwd met 3D-printers.
Technologie staat toe de bouwkosten zes keer verlagen en afval op de bouwplaats verminderen. Op het gebied van 3D-printen van gebouwen is voor ingenieurs ook een andere richting relevant: het creëren van nieuwe materialen. De Universiteit van Zuid-Wales was bijvoorbeeld in staat om: bedenkenhoe 3D-geprint plastic te repareren met behulp van LED-balken. Experimenten hebben aangetoond dat de gevonden methode het materiaal herstelt en bovendien sterker maakt. Een nuttige bonus van de ontdekking is de zorg voor het milieu, omdat de oplossing de hoeveelheid plastic afval vermindert.
Trend 5: Kleding maken met slimme stoffen
Wie had gedacht dat ingenieurs zich serieus zouden bezighouden met de productie van materialen voor kleding. Glasvezel, metalen, geleidende polymeren en andere componenten hebben traditionele katoen en wol vervangen. Nieuwe synthetische stoffen kunnen bijvoorbeeld zweet absorberen en niet zwaar worden, en waterdichte stoffen beschermen perfect tegen slecht weer - dit zal niemand verbazen.
Nu is er een actieve ontwikkeling van speciale - slimme - materialen die zich kunnen aanpassen aan veranderingen in de omgeving. Verander bijvoorbeeld van kleur, "zet" waterbestendigheid, antibacteriële en andere eigenschappen aan. Slimme kleding helpt je om niet te bevriezen in de kou en niet oververhit te raken in de hitte. adaptief weefsel bedacht aan de Universiteit van Maryland. Het reageert op de temperatuur van het menselijk lichaam en beslist of het lichaam moet worden verwarmd of gekoeld. Slimme stoffen kunnen zelfs het werk van artsen vergemakkelijken. Sensoren en sensoren in dergelijke materialen toestaan de gezondheid van patiënten bewaken en de symptomen van bepaalde ziekten opvangen.
Ingenieurs maken onze wereld beter en handiger. Er zal de komende decennia veel vraag zijn naar het beroep, dus veel scholieren en studenten willen een carrière in deze branche opbouwen. Er zijn zelfs hele competities onder toekomstige ingenieurs! Het 10e seizoen van het CASE-IN International Engineering Championship, een van de projecten van het presidentiële platform "Rusland - Land of Opportunities", gaat binnenkort van start. Het duurt 5 maanden en de finale vindt plaats in mei 2022 in Moskou. "Atleten" zullen problemen moeten oplossen over het onderwerp "Industrie 4.0".
De inschrijving van deelnemers aan het kampioenschap is al begonnen. Leerlingen, studenten en jonge specialisten uit elke regio van Rusland kunnen de wedstrijd uitproberen. Tot de prijzen behoren aanvullende USE-scores, voorkeursvoorwaarden voor toelating tot postdoctorale en masteropleidingen en interessante vacatures.