Tryckerier på en 3D-skrivare och ytterligare fyra tekniska trender som kommer att göra vår värld till en bättre plats

Trend 1: Utveckla gröna bränslen för att minska ditt koldioxidavtryck

Den progressiva världen är seriöst engagerad i övergången till rena och förnybara energikällor för transporter. Vägarna är fyllda med elfordon, men det räcker inte för ingenjörer. De arbetar med kraft och kraft för att förbättra vätgasmotorer. Grönt väte anses redan vara huvudalternativet till dieselbränsle, och forskare har hittat ett sätt att producera det på ett miljövänligt sätt. För att göra detta används elektrolys av vatten, och energin som behövs för reaktionen kommer från en förnybar källa. Metoden låter dig bli av med 830 miljoner ton skadliga koldioxidutsläpp per år.

Många biljättar tillverkar redan bilar med vätgasmotorer. Nästa upp är flyget. Airbus är aktivt

arbetssätt på skapandet av "gröna" flygplan, och i USA planerar de att tillverka världens första bemannade helikopter på vätebränsle. Men experter de sägeratt ”grönt” väte kommer att kunna konkurrera med sina icke-miljövänliga motsvarigheter tidigast om 10 år. Samtidigt är EU, Australien, USA och andra länder redan det satte igång att utveckla väteenergi, och Japan gjorde det till en statlig prioritet redan 2017. I den här branschen kommer ingenjörer definitivt att ha något att göra.

Trend 2: optimering av livsmedelsproduktion - vertikala gårdar för grönsaker och frukt

När byggandet av skyskrapor löste problemet med packning av städer. Nu överför ingenjörer denna idé till jordbruket och föreslår att man bygger gårdar inte i bredd, utan uppåt - flervåningsbäddar istället för kilometer med åkrar. En vertikal jordbruksgård är ett automatiserat komplex med konstgjord belysning, luftkonditionering, uppvärmning och steril luft. Det finns vanligtvis ett slutet bevattningssystem: du kan återanvända den förångade fukten och spara upp till 90 % av vattnet. Ett sådant tekniskt mirakel kommer att tillåta jordbruk även i centrum av staden. Och även i områden med torrt klimat och svåra förhållanden i Fjärran Norden.

Frukt och grönsaker från sådana gårdar är inte värre än från vanliga. Och kanske ännu bättre: de innehåller inga bekämpningsmedel och skadedjur, eftersom konstgödsel och kemikalier inte används i produktionen. Förbi experternas bedömningar2025 kommer vertikala gårdar att bli normen för stora städer i utvecklade länder. Idag är ovanligt jordbruk mest aktivt utvecklas i USA, Tyskland, Kina och Japan. Även chefen för Amazon, Jeff Bezos, uppskattade den tekniska trenden och skyndade sig investera i en startup som arbetar med vertikala gårdar.

Trend 3: utveckling av modellering och datateknik

Konkurrensen mellan tillverkare växer i en rasande takt, processer i företag blir mer komplexa, kostnader och risker ökar. Datorteknik hjälper till att hänga med i framstegen och minska kostnaderna. Dessa system låter dig designa digitala modeller av produkter och processer under hela produktionscykeln.

Sådana tekniker visar sig vara mer ekonomiska än riktiga prototyper - virtuella modeller kräver inga material, bara beräkningar på en datorskärm. Vid tillverkning av varor minskar modellering andelen produktdefekter, eftersom många fel elimineras i designstadiet. Idag används dessa tekniker framgångsrikt inom maskinteknik, metallurgi, biomedicin, arkitektur, design och till och med inom flygindustrin. I oktober förra året öppnade Elon Musk den fjärde Tesla Gigafactory i Berlin. Det är planerat att släpp 500 tusen bilar per år. Naturligtvis kommer sådana produktionsvolymer att tillhandahållas bland annat av datateknik. Förresten började värdefulla specialister av denna profil laga mat och vid ryska universitet.

Trend 4: bygga byggnader med 3D-utskrift

Med hjälp av en 3D-skrivare blev det möjligt att bygga hus på några dagar. Den största byggnaden i världen "tryckt" i Dubai. Detta är resultatet av arbetet med en startup med ryska rötter, som redan 2017 "byggd» på vår egen 3D-skrivare ett 38 meter långt hus i Stupino nära Moskva på bara 24 timmar. Byggnadsytan i UAE är 641 kvadratmeter, den fruktansvärd i Guinness rekordbok och gav entreprenörer en miljon dollar. Enligt Dubais myndigheters planer kommer en fjärdedel av stadens byggnader år 2030 att byggas med 3D-skrivare.

Teknologi tillåter minska byggkostnaderna med sex gånger, samt minska avfallet på byggarbetsplatsen. Inom området 3D-utskrift av byggnader är en annan riktning också relevant för ingenjörer - skapandet av nya material. Till exempel kunde University of South Wales komma påhur man reparerar 3D-printad plast med LED-strålar. Experiment har visat att den hittade metoden återställer materialet och dessutom gör det starkare. En användbar bonus med upptäckten är omtanke om miljön, eftersom lösningen minskar mängden plastavfall.

Trend 5: Att göra kläder med smarta tyger

Vem hade trott att ingenjörer på allvar skulle ägna sig åt produktion av material för kläder. Fiberoptik, metaller, ledande polymerer och andra komponenter har ersatt traditionell bomull och ull. Till exempel kan nya syntetmaterial absorbera svett och inte bli tunga, och vattentäta tyger skyddar perfekt mot dåligt väder - detta kommer inte att överraska någon.

Nu sker en aktiv utveckling av speciella – smarta – material som kan anpassa sig till miljöförändringar. Ändra till exempel färg, "slå på" vattenbeständighet, antibakteriella och andra egenskaper. Smarta kläder hjälper dig att inte frysa i kylan och inte överhettas i värmen. adaptiv vävnad kom på vid University of Maryland. Den reagerar på temperaturen i människokroppen och bestämmer om den ska värma eller kyla kroppen. Smarta tyger kan till och med underlätta läkarnas arbete. Sensorer och sensorer i sådana material tillåta övervaka patienters hälsa och fånga symptomen på vissa sjukdomar.