Tisk domů na 3D tiskárně a 4 další inženýrské trendy, které udělají náš svět lepším místem
Různé / / January 19, 2022
Jedno tričko z chytré látky vás zahřeje v mrazu a ochladí v horku. A vícepatrové farmy ušetří kilometry polí. Zjistěte, jak ostatní inženýři změní naše životy ve velmi blízké budoucnosti.
Trend 1: Vývoj zelených paliv, které pomohou snížit vaši uhlíkovou stopu
Progresivní svět se vážně zabývá přechodem na čisté a obnovitelné zdroje energie pro dopravu. Silnice jsou plné elektromobilů, ale to inženýrům nestačí. Ze všech sil pracují na vylepšení vodíkových motorů. Zelený vodík je již považován za hlavní alternativu motorové nafty a vědci našli způsob, jak jej vyrábět ekologicky. K tomu se využívá elektrolýza vody a energie nezbytná pro reakci pochází z obnovitelného zdroje. Metoda vám umožňuje zbavit se 830 milionů tun škodlivých emisí oxidu uhličitého za rok.
Mnoho automobilových gigantů již vyrábí auta s vodíkovými motory. Další na řadě je letectví. Airbus je aktivní pracovní na vytvoření „zelených“ letadel a ve Spojených státech plánují vyrobit první pilotované letadlo na světě
helikoptéra na vodíkové palivo. Nicméně odborníci oni říkajíže „zelený“ vodík bude schopen konkurovat svým neekologickým protějškům nejdříve za 10 let. Přitom EU, Austrálie, USA a další země už ano začala rozvíjet vodíkovou energii a Japonsko z toho v roce 2017 učinilo státní prioritu. V této branži budou mít inženýři rozhodně co dělat.Trend 2: Optimalizace produkce potravin – vertikální farmy pro zeleninu a ovoce
Jakmile výstavba mrakodrapů vyřešila problém zhutnění měst. Nyní inženýři přenášejí tuto myšlenku do zemědělství a navrhují stavět farmy nikoli do šířky, ale do vícepatrových záhonů namísto kilometrů polí. Vertikální zemědělská farma je automatizovaný komplex s umělým osvětlením, klimatizací, topením a sterilním vzduchem. Obvykle existuje uzavřený zavlažovací systém: můžete znovu využít odpařenou vlhkost a ušetřit až 90 % vody. Takový inženýrský zázrak umožní hospodaření i v centru města. A také v oblastech suchého klimatu a drsných podmínek Dálného severu.
Ovoce a zelenina z takových farem nejsou o nic horší než z obyčejných. A možná ještě lépe: neobsahují pesticidy a škůdce, protože se při výrobě nepoužívají hnojiva a chemikálie. Podle posudky odborníků, do roku 2025 se vertikální farmy stanou standardem pro velká města ve vyspělých zemích. Dnes je nejaktivnější neobvyklé zemědělství se vyvíjí v USA, Německu, Číně a Japonsku. I šéf Amazonu Jeff Bezos technologický trend ocenil a pospíšil si investovat ve startupu, který pracuje s vertikálními farmami.
Trend 3: rozvoj modelování a počítačového inženýrství
Konkurence mezi výrobci roste závratným tempem, procesy v podnicích jsou stále složitější, náklady a rizika rostou. Počítačové inženýrství pomáhá držet krok s pokrokem a snižovat náklady. Tyto systémy umožňují navrhovat digitální modely produktů a procesů celého výrobního cyklu.
Takové technologie se ukazují být ekonomičtější než skutečné prototypy - virtuální modely nevyžadují materiály, pouze výpočty na obrazovce počítače. Při výrobě zboží modelování snižuje procento vad výrobku, protože mnoho chyb je eliminováno již ve fázi návrhu. Dnes se tyto technologie úspěšně používají ve strojírenství, metalurgii, biomedicíně, architektuře, designu a dokonce i v leteckém průmyslu. V říjnu loňského roku Elon Musk otevřel čtvrtou továrnu Tesla Gigafactory v Berlíně. Plánuje se to uvolnění 500 tisíc aut ročně. Takové objemy výroby samozřejmě zajistí mimo jiné výpočetní technika. Mimochodem, začali cenní specialisté tohoto profilu kuchařka a na ruských univerzitách.
Trend 4: budování budov pomocí 3D tisku
S využitím 3D tiskárny bylo možné postavit domy během několika dní. Největší stavba světa „vytištěná“ v Dubaji. Toto je výsledek práce startupu s ruskými kořeny, který v roce 2017 “postavený» na naší vlastní 3D tiskárně 38metrový dům ve Stupinu u Moskvy za pouhých 24 hodin. Zastavěná plocha ve Spojených arabských emirátech je 641 metrů čtverečních hrozný v Guinessově knize rekordů a přinesl podnikatelům milion dolarů. Podle plánů dubajských úřadů bude do roku 2030 čtvrtina městských budov postavena pomocí 3D tiskáren.
Technika umožňuje šestinásobně snížit náklady na stavbu a také snížit množství odpadu na staveništi. V oblasti 3D tisku budov je pro inženýry aktuální i další směr – tvorba nových materiálů. Například University of South Wales to dokázala přijít sjak opravit 3D tištěný plast pomocí LED paprsků. Pokusy ukázaly, že nalezená metoda materiál obnovuje a navíc zpevňuje. Užitečným bonusem objevu je starost o životní prostředí, protože řešení snižuje množství plastového odpadu.
Trend 5: Výroba oblečení z chytrých látek
Kdo by si pomyslel, že se inženýři vážně zabývají výrobou materiálů pro oděvy. Vláknová optika, kovy, vodivé polymery a další komponenty nahradily tradiční bavlnu a vlnu. Například nová syntetika dokáže absorbovat pot a neztěžkne a nepromokavé látky dokonale ochrání před nepřízní počasí - to nikoho nepřekvapí.
Nyní dochází k aktivnímu vývoji speciálních – chytrých – materiálů, které jsou schopny se přizpůsobit změnám prostředí. Například změnit barvu, „zapnout“ voděodolnost, antibakteriální a další vlastnosti. Chytré oblečení vám pomůže nemrznout v mrazu a nepřehřívat se v horku. adaptivní tkáň přišel s na univerzitě v Marylandu. Reaguje na teplotu lidského těla a rozhoduje, zda tělo zahřívat nebo ochlazovat. Chytré látky mohou dokonce usnadnit práci lékařů. Senzory a senzory v takových materiálech dovolit sledovat zdravotní stav pacientů a zachytit příznaky některých nemocí.
Inženýři dělají náš svět lepším a pohodlnějším. Tato profese bude v příštích desetiletích velmi žádaná, takže mnoho školáků a studentů si chce vybudovat kariéru v tomto odvětví. Mezi budoucími inženýry jsou dokonce celé soutěže! Již brzy odstartuje 10. sezóna CASE-IN International Engineering Championship, jednoho z projektů prezidentské platformy „Rusko – země příležitostí“. Bude trvat 5 měsíců a finále se bude konat v květnu 2022 v Moskvě. „Sportovci“ budou muset řešit problémy na téma „Průmysl 4.0“.
Registrace účastníků šampionátu již byla zahájena. Soutěž si mohou vyzkoušet žáci, studenti a mladí odborníci z jakéhokoli regionu Ruska. Mezi cenami jsou další USE skóre, zvýhodněné podmínky pro přijetí do postgraduálních a magisterských programů a také zajímavé pracovní nabídky.