Материалы и современные технологии

Направлений бакалавриата и специалитета Направлений магистратуры

Презентация меганаправления «Материалы и современные технологии»

День открытых дверей меганаправления «Материалы и современные технологии»

О меганаправлении

Основа создания техники нового поколения аэрокосмической отрасли и других наукоёмких отраслей промышленности.

Разрабатываемые сотрудниками МАИ материалы созданы по уникальным технологиям, в том числе аддитивным, водородным, плазменным и др. Это мировой уровень современного образования и науки.

Моделирование и разработка инновационных технологических процессов, автоматизация процессов производства, программное обеспечение механики конструкций, организация производства и обеспечение качества, экологическая безопасность.

Чему учат?

• Создание композиционных материалов нового поколения (неокомпозитов)
• Управление процессами структурообразования с целью создания уникальных материалов и эффективных производств
• Компьютерное моделирование, СAD/CAM/CAE
• Аддитивные 3D-технологии производства изделий из металлических и полимерных материалов
• Защита интеллектуальной собственности, технологическая безопасность производства
• Создание биологически и механически совместимых материалов для изготовления имплантируемых медицинских изделий
• Технологии обработки интеллектуальных материалов с памятью формы и сверхупругостью
• Моделирование инновационных технологических процессов (CAD/CAM/CAE-системы)
• Информационная поддержка жизненного цикла изделий (CALS/ИПИ-технологии)
• Организация цифрового производства уникальных изделий
• Проектирование имитаторов и разработка программного обеспечения для управления технологическими процессами
• Организация производства и обеспечение качества в соответствии с международными стандартами
• Экологическая безопасность и анализ рисков возникновения техногенных катастроф и предупреждение чрезвычайных ситуаций
• Разработка и внедрение инновационных лазерных, плазменных и других высокоэнергетических технологий

Кем работать?

• Специалист-исследователь новых материалов для авиационных и космических систем
• Специалист-исследователь новых материалов для медицинской техники
• Разработчик инновационных технологий
• Инженер-испытатель новых материалов
• Специалист в области аддитивных технологий
• Разработчик CAE-технологий сложных авиационных и ракетных систем
• Инженер в области инновационных технологических процессов
• Инженер по эксплуатации авиационной и космической техники
• Инженер-эксперт МЧС РФ
• Инженер-испытатель

В процессе обучения

• Стажировки на ведущих российских и зарубежных предприятиях
• Работа в научных коллективах лабораторий
• Участие в реальных проектах и стартапах
• Насыщенная студенческая жизнь
• Дополнительные стипендии и гранты
• Конференции, выставки, конкурсы
• Военная кафедра

Новые материалы и строительные технологии

Развитие строительных технологий, разработка и применение новых строительных материалов ведётся в направлениях:

• сокращения сроков и повышения рентабельности строительства,
• снижения материалоемкости и затрат при строительстве, эксплуатации и ремонте,
• повышения долговечности строительных конструкций и, в целом, зданий (строений и сооружений),
• улучшения и разнообразия архитектурных форм, объемно-планировочных и функциональных решений, улучшения физических параметров существующих и возводимых объектов.
• Для выполнения этих задач все субъекты хозяйства, связанные со строительством (научные учреждения и проектные институты, лаборатории, предприятия по производству стройматериалов и строительные организации) ведут поиск решений в части разработки, производства и применения новых строительных материалов, конструкций и технологий. В конечном итоге, это ведет к улучшению технических характеристик объектов недвижимости, снижает эксплуатационные расходы при их использовании, повышает экономическую эффективность в течение всего периода службы объектов.

Новаторство в развитии строительных материалов и конструкций идет по пути:

• повышения прочности и долговечности,
• повышения устойчивости к агрессивным средам,
• повышения влагостойкости, водостойкости и водонепроницаемости,
• повышения морозостойкости,
• повышения устойчивости к коррозии металлов,
• снижения теплопроводности,
• широкого использования местных и наиболее распространенных полезных ископаемых при строительном производстве.

Новые материалы и конструкции находят применение в строительстве всех составных частях зданий, строений и сооружений:

• фундаментов (например, сборные железобетонные, монолитные железобетонные, свайные, столбчатые и ленточные фундаменты, фундаментные плиты и т.д.),
• каркасов зданий (из монолитного и сборного железобетона, из металлопроката, с применением новых технологий крепления),
• ограждающих конструкций (стен и перегородок),
• конструкций межэтажных перекрытий и покрытий (крыша, кровля),
• широкого спектра отделочных материалов,
• инженерных систем, оборудования и коммуникаций.

В качестве примеров можно привести:

1. Теплоэффективные блоки. Они изготовлены из двух слоев твердого, несущего нагрузку, материала с прослойкой между ними из утеплителя. Твердые слои блока соединены между собой стержнями. Лицевая часть такого блока декорирована текстурой, цветом, орнаментом. Размер лицевой части таких блоков составляет обычно 400х200 и толщина (ширина стены) в зависимости от климатических условий местности 250 — 400 мм. В результате: стена из таких блоков обладает высокой теплозащитой, снижаются сроки возведения здания, при выполнении кладки не требуется высокая квалификация каменщика.

2. Газосиликатные блоки. Их стандартные размеры: 600х300х200, 600х300х100. Блоки изготовлены в условиях завода и имеют пористую структуру. Их формуют из смеси кварцевого песка с известью. При высокой температуре в автоклаве в структуре газосиликатного камня образуются пустоты — поры, что обеспечивает в дальнейшем, при эксплуатации такого материала, отличные теплоизоляционные свойства наряду с их высокой прочностью. Газосиликатные блоки применяют для возведения наружных и внутренних несущих стен и перегородок. Для обеспечения необходимой теплозащиты здания наружные стены утепляют слоем теплоизоляционного материала, защитным и отделочным слоем.

3. Сэндвич-панели и быстровозводимые здания. Сэндвич-панели – это крупноразмерные трехслойные конструкции для бокового ограждения и покрытия зданий. Панели изготавливают унифицированных размеров в промышленных условиях из металлических, обычно, оцинкованных профлистов, окрашенных полимерной краской любого желаемого цвета, с теплоизолирующей прослойкой между ними из высокоэффективного теплоизоляционного материала, например, из пенополистирола, пенополиуретана или минеральной ваты. В условиях строительства сэндвич-панели монтируются на металлический каркас, выполненный из унифицированных, изготовленных также в заводских условиях, деталей. Каркас состоит из стальных колонн, жёстко закрепленных в столбчатых железобетонных фундаментах, и шарнирно-опираемых на них металлических ферм покрытия. Для обеспечения жёсткости всего здания, защиты от ветровых и снеговых нагрузок каркас возводят с применением вертикальных и горизонтальных связей. Все элементы такого здания изготавливаются в заводских условиях, что позволяет достичь наилучшего качества материалов и конструкций, наибольшей производительности труда и высокой рентабельности при производстве всех элементов здания.
Применение такой технологии строительного производства позволяет значительно сократить сроки строительства зданий при высоком качестве работ. Это стало настоящим «прорывом» в строительстве современных торговых и выставочных комплексов, промышленных, складских и офисных зданий, спортивных и физкультурно-оздоровительных комплексов и сооружений, авиаангаров, автосалонов, автосервисов и гаражей, то есть всего спектра коммерческих объектов недвижимости. Строительство быстровозводимых зданий даёт инвестору возможность максимально быстро вводить строительные объекты в эксплуатацию и окупить вложенные средства. В рыночной нише это дает дополнительные конкурентные преимущества. Долговечность быстровозводимого здания обуславливается долговечностью металлоконструкций и зависит прежде всего от степени вероятности коррозии металлических частей. Для защиты от коррозии применяются и разрабатываются новые технологии производства и обработки металлоконструкций. При высоком качестве комплектующих частей, высоком качестве производства и контроля в период строительства, а также при условии соблюдения правил эксплуатации и своевременных текущих ремонтах большинство производителей декларируют эксплуатационный срок службы быстровозводимых зданий не менее 50 лет, а некоторые называют срок до 100 лет.

4. Сухие строительные смеси – это практически готовые для строительства и ремонта смеси, полученные в промышленных условиях путем смешивания сухих компонентов в пропорциях, строго дозированных для обеспечения требуемых свойств. В качестве компонентов используют: цемент, песок, гипс, известь или другие минеральные наполнители с включением специальных добавок. В условиях стройки для подготовки раствора необходимо нужное количество смеси смешать с водой в определенной пропорции и тщательно перемешать. Это снижает сроки выполнения работ, значительно улучшает качество строительных конструкций и элементов, повышает долговечность здания в целом.

5. Проникающая гидроизоляция. В надежной гидроизоляции нуждаются многие здания и их элементы в период строительства и ремонта. Гидроизоляционная защита нужна фундаменту, кровле, стенам из пористых материалов, а также другим элементам, находящимся в условиях агрессивной среды. Многие гидроизоляционные материалы, применяемые ранее, часто не могли обеспечить надежной защиты из-за некачественно выполненных работ. Рулонные гидроизоляционные материалы сами по себе водонепроницаемы, прочны и долговечны. Однако в условиях стройки (или ремонта) ошибки исполнителя и нарушения технологии гидроизоляционных работ, особенно в труднодоступных местах, приводят к разгерметизации изоляции. Затем некачественный слой гидроизоляции закрывается последующими слоями материалов (стяжкой, плиткой и пр.). В результате этого, в случае обнаружения в течение эксплуатации здания течей, чаще всего невозможно выявить место нарушения гидроизоляции. Приходится накладывать новые слои гидроизоляции, что опять же не обеспечивает полной надежности по указанным выше причинам (некачественная работа, нарушения технологии, труднодоступные места). Для решения этой задачи была создана проникающая гидроизоляция. Этот материал выпускается промышленностью в виде сухой строительной смеси цементного и высокоалюминатного клинкера, полимерных вяжущих, наполнителей и полимерных добавок. Для применения в условиях строительства или ремонта сухую смесь тщательно перемешивают с водой. При нанесении полученного раствора на твердую влажную и пористую каменную поверхность химические составляющие под воздействием осмотического давления глубоко проникают в капиллярную структуру поверхности. В результате взаимодействия химических составляющих с минеральной поверхностью образуются нерастворимые и труднорастворимые соли, которые блокируют все поры, обеспечивая водонепроницаемость, прочность и стойкость к воздействию агрессивных вод. В зависимости от плотности поверхности глубина проникновения во внутреннюю структуру может достигать 10 сантиметров.

6. Новые оконные технологии уже известны широкому кругу потребителей. Современные окна изготовлены в промышленных условиях из поливинилхлоридного (ПВХ) или алюминиевого профиля с герметичными одно-, двух- или трех-камерными стеклопакетами. Стеклопакеты – это несколько слоёв высококачественного стекла с тонкой прослойкой между ними, заполненной сухим воздухом или инертным газом. Все соединения оконных блоков выполнены настолько качественно, что обеспечивают полную защиту от проникновения влажности и холодного воздуха.

7. Монолитное строительство. Применение современных надежных и многофункциональных строительных машин и оборудования, оснастки (бетононасосов, бетоновозов (миксеров), бетонных заводов, инвентарных опалубок) и современных пластичных бетонов позволило перейти строительной отрасли на новый технологический уровень — возведение монолитных железобетонных зданий. Железобетонный каркас, межэтажные перекрытия и покрытия современного здания буквально «льют» из бетона в форму, которая заранее армирована и ограждена инвентарной опалубкой. Это даёт существенные преимущества по сравнению с ранее применяемыми технологиями:
Стены и перекрытия, построенные по монолитной технологии, равномерно армированы, практически не имеют швов в бетоне, что обеспечивает проектную прочность и жесткость здания, защиту армирующих металлических каркасных элементов от коррозии и агрессивной среды.
Несущие элементы конструкций имеют меньшую толщину, что позволяет снизить нагрузку на фундамент и нижестоящие конструкции. В итоге это снижает общестроительные затраты.
Появилась возможность проектировать и строить здания, уникальные по своей архитектуре и планировке, любой формы и конфигурации.
Несущий каркас из монолитного железобетона имеет существенно лучшие прочностные характеристики, что позволяет возводить высотные здания в 30 – 40 и более этажей.
Исключена по сравнению со сборным железобетонным строительством необходимость герметизации стыков и швов железобетонных элементов в период строительства и их регулярного ремонта в период эксплуатации здания.

8. Вентилируемые фасады. 90 % существующих сегодня зданий, построенных 30 – 50 и более лет назад, пришли в неприглядный вид, фасады либо вообще не облицовывались во время строительства, либо штукатурка потрескалась и разрушилась, а фасадная краска испортилась. В таких условиях стены большинства зданий не защищены от дождя и ветра, а в наших климатических условиях, в условиях значительных перепадов температур (нагреваний до +40 — +50°С и заморозков до -30 — -35°С), происходит быстрое разрушение поверхностей ограждающих стен (кирпича, бетона) от сужения и расширения структуры камня во время пересушки, переувлажнения, замораживания и оттаивания. В итоге нестарые каменные здания, построенные на хороших фундаментах, с хорошими прочными каркасами, с прочными несущими стенами и перекрытиями, которые могли бы прослужить не одну сотню лет, приходят в аварийное состояние уже через 50 — 70 лет по причине незащищенности ограждающих стен.

Не так давно в России (а в мире используется уже в течение около 50 лет) появилась новая технология защиты стен зданий – «вентилируемые фасады». Эта технология представляют собой навесную облицовочную систему, состоящую из кронштейнов, профилированных направляющих, крепежных и других элементов и может быть применена в любой период существования здания (чем раньше, тем лучше): в период строительства, в период реконструкции, в период ремонта.

Важнейшими достоинствами применения технологии вентилируемых фасадов являются:

защита наружных конструкций зданий от внешних воздействий (влажности и перепадов температуры),
придание зданиям красивого и «ухоженного» внешнего вида,
создание новых архитектурных линий зданий и цветовых решений: различные варианты и расцветки отделки (керамогранитные, композитные, металлические или другие панели),
утепление зданий и улучшение их теплотехнических характеристик,
простота сборки приготовленных в заводских условиях элементов.
Вентилируемые фасады — это отличная современная технология для защиты зданий от внешних воздействий, придания самого современного вида даже внешне весьма устаревшим зданиям и существенного продления срока службы каждого здания!

Кроме того, в условиях необходимой экономии энергоресурсов вентилируемые фасады дают дополнительную воздушную прослойку или предусматривают слой утеплителя, повышая теплотехнические характеристики зданий. В итоге, окупаемость затрат на вентилируемый фасад составляет 5 — 6 лет, а срок безремонтной службы 30 – 40 лет. А главное, затраты на такой фасад несоизмеримо меньше расходов на новое строительство взамен аварийного здания!

Таким образом, наряду с достоинствами технического и эстетического «порядков» вентилируемые фасады принесут несомненную выгоду собственникам зданий:
повысят долговечность зданий и сохранят ценность инвестиционного капитала собственников на многие годы,
повысят эксплуатационные характеристики здания за счет экономии затрат на отопление и на ремонты ограждающих конструкций,
придадут каждому такому зданию великолепный «товарный вид», повысив привлекательность для потенциальных арендаторов и возможных покупателей,
и, в конечном счете, значительно повысят капитализацию и рыночную стоимость таких зданий.

ООО «СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И МАТЕРИАЛЫ», ИНН 2460074005

НЕ ДЕЙСТВУЕТ С 23.08.2011

Общие сведения:



Контактная информация:

Индекс: 660075

Адрес: Г КРАСНОЯРСК,УЛ МАЕРЧАКА Д 18 ОФ 410

Юридический адрес: 660075, Г КРАСНОЯРСК, УЛ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИКОВ Д 17

Телефон: 90-63-05

E-mail:

Реквизиты компании:

ИНН: 2460074005

КПП: 246001001

ОКПО: 93868553

ОГРН: 1062460013186

ОКФС: 16 — Частная собственность

ОКОГУ: 4210014 — Организации, учрежденные юридическими лицами или гражданами, или юридическими лицами и гражданами совместно

ОКОПФ: 12300 — Общества с ограниченной ответственностью

ОКТМО: 04701000

ОКАТО: 04401363 — Железнодорожный, Красноярск, Города краевого подчинения Красноярского края, Красноярский край

Предприятия рядом: ООО «ТЕРЕК», ООО «ПАРАГОН», АО «ДОРРЕМСТРОЙ», ООО «ФРАНКОМ» — Посмотреть все на карте

Виды деятельности:

Основной (по коду ОКВЭД): 51.56.5 — Оптовая торговля прочими промежуточными продуктами, кроме сельскохозяйственных, не включенными в другие группировки

Найти похожие предприятия — в той же отрасли и регионе (с тем же ОКВЭД и ОКАТО)

Дополнительные виды деятельности по ОКВЭД:

51.12.37	Деятельность агентов по оптовой торговле прочими основными химическими веществами
52.48.39	Специализированная розничная торговля прочими непродовольственными товарами, не включенными в другие группировки

Учредители:

Регистрация в Пенсионном фонде Российской Федерации:

Регистрационный номер: 034002049857

Дата регистрации: 14.03.2006

Наименование органа ПФР: Государственное учреждение — Управление Пенсионного фонда Российской Федерации в Железнодорожном районе г. Красноярска

ГРН внесения в ЕГРЮЛ записи: 2062460025252

Дата внесения в ЕГРЮЛ записи: 17.03.2006

Регистрация в Фонде социального страхования Российской Федерации:

Регистрационный номер: 240110674824011

Дата регистрации: 31.03.2006

Наименование органа ФСС: Филиал №1 (Левобережный) Государственного учреждения — Красноярского регионального отделения Фонда социального страхования Российской Федерации

ГРН внесения в ЕГРЮЛ записи: 2102468341424

Дата внесения в ЕГРЮЛ записи: 11.05.2010

Госзакупки по 44-ФЗ не найдены

Госзакупки по 223-ФЗ не найдены

Арбитраж: Сертификаты соответствия: Исполнительные производства:

Краткая справка:

Организация ‘ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ «СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И МАТЕРИАЛЫ»‘ зарегистрирована 22 февраля 2006 года по адресу 660075, Г КРАСНОЯРСК, УЛ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИКОВ Д 17. Компании был присвоен ОГРН 1062460013186 и выдан ИНН 2460074005. Основным видом деятельности является оптовая торговля прочими промежуточными продуктами, кроме сельскохозяйственных, не включенными в другие группировки. Компанию возглавляет МОКРЕНКО АЛЕКСЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ. Состояние: ПРЕКРАЩЕНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЮРИДИЧЕСКОГО ЛИЦА В СВЯЗИ С ИСКЛЮЧЕНИЕМ ИЗ ЕГРЮЛ НА ОСНОВАНИИ П.2 СТ.21.1 ФЕДЕРАЛЬНОГО ЗАКОНА ОТ 08.08.2001 №129-ФЗ.

Добавить организацию в сравнение

Современные строительные материалы и технологии

Современные строительные материалы и технологии

Магистратура, направление подготовки: 08.04.01 Строительство

15

бюджетных
мест

10

платных
мест

2

Продолжительность

обучения

0

бюджетных
мест

20*

платных
мест

2 года 3 месяца

Продолжительность
обучения

обучение осуществляется только на платной основе при условии набора группы (не менее 10 человек)

обучение осуществляется только на платной основе при условии набора группы (не менее 10 человек)

В СГТУ прошла II Международная молодежная конференция «Современные материалы и технологии»

С 19 по 20 мая 2021 года на базе кафедры «Материаловедение и биомедицинская инженерия» (МБИ) института машиностроения, материаловедения и транспорта Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. прошла II Международная молодежная конференция «Современные материалы и технологии».
Основной задачей конференции являлось представление и обсуждение новейших научных результатов фундаментальных исследований и практических достижений в области материаловедения.
В конференции приняли участие более 150 ученых, аспирантов и студентов из таких городов России, как Саратов, Москва и Московская область, Санкт-Петербург, Симферополь, Краснодар, Улан-Удэ, Нижний Новгород, Томск, Курск, Тула, Уфа, Ярославль, Тамбов, Самара, а также из Германии.
Особый интерес вызвали работы, посвященные нанотехнологиям, технологиям вторичной обработки материалов, технологии паротермического и микродугового оксидирования, исследованию структуры и физико-механических свойств металлов и сплавов, подвергнутых различным технологическим процессам (прессованию, индукционной термической, газотермической и лазерной обработке и др.).  Исследования в данных областях активно ведутся на базе Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева, Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», Томского политехнического университета, Юго-Западного государственного университета, Московского института электронной техники, СГУ им. Н.Г. Чернышевского Н.Г., СГТУ имени Гагарина Ю.А.
По направлению, связанному с модернизацией узлов и элементов конструкций изделий для различных отраслей промышленности, в том числе медицины, были отмечены работы, выполненные на базе Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина), Кубанского государственного университета, СГМУ им. В. И. Разумовского, Тульского государственного университета, СГТУ имени Гагарина Ю.А.
Студенты СГТУ имени Гагарина Ю.А. представили результаты своей научно-исследовательской работы: 

• Андриянова Н.В.: «Исследование микротвердости, пористости и адгезии покрытия на основе покрытия Nb₂O₅», научный руководитель, д.т.н., профессор кафедры МБИ Пичхидзе С.Я.;
• Старкова Т.М.: «Технология упрочнения титана методом цементации в твердом карбюризаторе», научный руководитель, ассистент кафедры МБИ Войко А.В.;
• Артамонов Б.А.: «Конструкция пассивного экзоскелета голеностопа  с передним расположением пружины», научный руководитель, ассистент кафедры МБИ Маркелова О.А.;
• Якимович Ю.В.: «Физико-механические свойства алмазоподобного покрытия на металлическом брекете», научный руководитель, д.т.н., профессор кафедры МБИ Пичхидзе С.Я.;
• Юрова А.Н.: «Разработка и исследование путей формирования технологии изготовления сшивателя кожи с антимикробным биосовместимым покрытием с пониженной пористостью», научный руководитель, д.т.н., профессор кафедры МБИ Мельникова И.П.

Аспирант Елена Осипова выступила с докладом на тему: «Исследование структуры и механических свойств газотермических покрытий после индукционной термической обработки», научный руководитель, Кошуро В.А. (работа выполнена при поддержке гранта Президента для государственной поддержки молодых российских ученых РФ – докторов наук, проект МД-965.2021.4).
Аспирант Иван Егоров выступил с докладом: «Исследование воздействия контактной сварки на процесс плавления титана ВТ1-0 со сталью марки Р6М5», научный руководитель Фомин А.А. (работа выполнена при поддержке стипендии Президента РФ СП-571.2019.1 и программы У.М.Н.И.К.).
Аспирант третьего года обучения Андрей Щелкунов представил доклад на тему: «Исследование распределения твердости титана после индукционной термообработки по поверхности и поперечному сечению», научный руководитель Фомин А.А. (работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, проект № 20-33-90053).
По результатам конференции будет издан сборник материалов, который будет включен в систему Российского индекса научного цитирования (РИНЦ).
Подробную информацию о конференции можно получить на странице.

МБИ

---

Фото к материалу

---

Экологические материалы: современные технологии строительства

С каждым годом в мире увеличивается количество вредных выбросов, уничтожающих планету. Мегаполисы с автомобилями, заводами, котельными и электростанциями, своим существованием, наносят непоправимый вред экологии. Страдает не только природа.

С каждым годом человек становится, менее устойчив к влиянию окружающей среды. Новые заболевания требуют большей помощи врачей и новых медицинских препаратов.

Ученые всего мира работают над технологиями, призванными сохранить природу — уменьшить негативное влияние современных технологий на окружающую среду и здоровье людей. О достижениях в области экологически чистых технологий мы все чаще слышим и читаем:

• энергосберегающие технологии;
• приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла и влаги;
• переработка отходов;
• геотермальная энергетика;
• водородное топливо;
• возобновляемые источники энергии,

и многое другое, постепенно внедряются по всему миру. Не обошли зеленые технологии и строительство.

Виды ультрасовременных строительных материалов.

Сегодня большинство задумок в области экологии находятся на стадии разработки, однако некоторые уже успешно испытаны и внедрены. Пено- и газоблоки являются самыми распространенными и востребованными материалами для строительства, которые можно отнести к экологически чистым материалам.

Арболит.

Заменой газоблокам мог бы послужить арболит – смесь опилок, щепок и бетона. Блоки из данного материала легки, прочны и просты в эксплуатации, при этом они обладают высокими тепло, звукоизоляционными характеристиками, что делает его прекрасным строительным материалом.

Биодинамический бетон.

Идея экологически чистого мегаполиса кажется фантастической, но это реальность. Биодинамический бетон – разработка итальянского архитектурного бюро, был впервые представлен на международной выставке в Милане. Благодаря своим уникальным свойствам, это вещество поглощает вредные частицы, содержащиеся в воздухе, преобразовывая их в инертные соли.

Самовосстанавливающийся цемент.

Еще одним достижением в области экологического строительства могут похвастаться голландские ученые. Им удалось создать самовосстанавливающийся цемент. При изготовлении, которого был добавлен специальный вид бактерий. Состав цемента обогатили лактатом кальция. При поглощении этого вещества бактерия производит известняк. Заполняя трещины продуктами своей жизнедеятельности, она восстанавливает целостность бетона. Такая технология позволяет увеличить долговечность конструкции, и сэкономит массу энергии, которую пришлось бы тратить для его восстановления.

Биобетон.

Биобетон – детище испанских ученых. В состав материала входят химические элементы, сохраняющие прочность, даже при условии прорастания живых растений. Более того, содержащийся в растворе фосфат магния создает кислотную среду, благоприятную для некоторых растений. Например: мох, лишайник, несколько видов грибов, не только придают оригинальный вид строению и прекрасно очищают воздух, они также служат отличным утеплителем и звукоизоляционным материалом.

Ракушечник.

Давно известен, но лишь сейчас достойно оценен ракушечник. Этот материал подарила нам сама природа. В отличие от кирпичей, газоблока, шлакоболока, этот камень добывается, открытым способом. С помощью специальной техники, пласт породы режется на готовые к эксплуатации блоки. Ракушечник состоит из раковин моллюсков, живших миллионы лет назад. Под воздействием времени и высокого давления, они спрессовались в прочный камень, и теперь мы можем использовать его для строительства. Ракушечник обладает неоднородной структурой и привлекательным цветом, поэтому его используют для изготовления отделочной плитки, при оформлении ландшафтного и аквариумного дизайна.

По уровню прочности ракушечник делят на три марки. В зависимости от прочности он хорошо подходит для строительства одно- и малоэтажных домов. Положительные характеристики: морозостойкость, экологичность, доступная цена. Стены из этого камня «дышат», хорошо удерживают тепло. Однако, пористость является и недостатком. Кладку необходимо изолировать от окружающей среды, иначе кирпич будет тянуть влагу в дом.

Дюрисол.

Еще одной довольно старой, но лишь сейчас получившей признание разработкой, является дюрисол. Этот строительный материал представляет собой крупную щепу хвойных деревьев, обработанную минеральными добавками и склеенную портландцементом в форме блоков. Благодаря небольшим воздушным кармашкам, дюрисол обладает отличными тепло и звукоизоляционными качествами. Он практически не горит, устойчив к морозам и влаге. Благодаря уровню кислотности, в этом материале маловероятна возможность развития плесени. Он хорошо подходит для строительства малоэтажных зданий.

Современные климатические системы TURKOV прекрасно сочетаются с передовыми материалами и технологиями строительства, превращая любое здание в энергонезависимый и энергоэффективный автономный экодом!

Ультрановые строительные материалы и технологии.

Новые технологии развиваются, постоянно повышая планку требований к строительным материалам. Ученые соревнуются, разрабатывая самовосстанавливающиеся материалы, системы охлаждения, отопления, очищения окружающей среды. Одним из таких материалов является кирпич, оснащенный системой охлаждения Cool Bricks. Он изготовлен новейшим способом – 3-D печатью.

Теплоизоляционные материалы изготавливаются из самых разных продуктов натурального происхождения: конопля, солома, мицелий. Они служат хорошим утеплителем, при этом абсолютно безопасны для человека и окружающей среды.

Самым прочным на планете, при этом легким и гибким признано углеродное волокно. Оно подходит для строительства, изготовления мебели и техники.

Удивительными качествами обладает аэрогель. Он прозрачен, при этом жаропрочен, обладает большой твердостью и совершенно не впитывает воду. К сожалению эти материалы еще не получили широкого применения, однако ученые предрекают новую революцию в строительстве с началом их использования.

Здоровый и безопасный дом – мечта любого жителя планеты земля. Поэтому экоматериалы так востребованы сегодня, а новые достижения не за горами.

Современные строительные материалы для постройки дома

Инновационные строительные материалы для постройки дома и прочих сооружений набирают обороты и встречаются все чаще. На данный момент предлагается огромное число разных видов строительных материалов, что иногда становится неожиданностью для покупателя.

Теперь постройка дома выполняется не только из традиционного кирпича или бетонных плит, но еще из целого перечня строительных материалов, появившихся сравнительно недавно. Уже стали привычными:

• Пеноблоки,
• Пенобетон,
• Сэндвич-панели.

Но не забывают строительные компании и про древесину, которая остается востребованным строительным материалом, способным обеспечивать экологически чистый микроклимат в помещениях.

Только для обработки древесины применяются новейшие технологии, позволяющие выполнить более качественную и плотную подгонку и создать эффективную защиту от воздействия влаги и всевозможных насекомых.

Дома из оцилиндрованных бревен возводятся во многих регионах, так как процесс получается быстрым и получается прочное строение, способное простоять длительное время. Кроме того, пользуются спросом дома из различных видов бруса – так называемые финские дома оперативно выполняются и спустя несколько месяцев заказчики могут въезжать в новое жилище, в котором будет тепло и уютно.

Также некоторые строительные материалы для постройки дома производятся на основе полипропилена, и подобные конструкции используются во время отделочных работ. Из полипропилена выполняются различные элементы, которые применятся при отделке фасада и сооружении хозяйственных построек.

Технологии для современных домов

Сегодня можно превратить в жизнь любую задумку и мечту, благо современные технологии помогают в строительстве. Очень долго металлоконструкции не использовались для высотного строительства из-за дороговизны, но благодаря легким стальным тонкостенным конструкциям металлические каркасы стали применять при строительстве частных домов.

Данные конструкции очень прочны и немного весят, поэтому и фундамент не обязан быть высокопрочным.

Характерная технология строительства установки металлического каркаса делает его жестким, а дом в будущем устойчивым.

Основные строительные материалы для постройки дома, которые использовались раньше:

• Дерево,
• Кирпич,
• Шлакоблок,
• Бетонная плита.

И эти материалы постепенно уступают позиции, стремительно набирающему темп каркасному строительству, где применяются специально подогнанные пиломатериалы. Каркасные дома собираются оперативно, и для их возведения не требуется специальная техника и большие бригады строителей.

Брус для таких строений изготавливается из клееного шпона, и его прочность и износостойкость уверенно конкурируют с традиционными строительными материалами.

Кроме того, этот материал обрабатывается специальной смолой, обеспечивающей длительную эксплуатацию даже в суровых зимних условиях.

Какие новые строительные материалы и технологии применяются в наших регионах

Раньше для покупки и установки витражей требовались большие финансовые затраты, но инновационные технологии позволили создать такой материал, который получается дешевле, а выглядит еще презентабельнее. Применение новых технологий при производстве витражей, сделало их прочными и способными выдерживать серьезные нагрузки во время эксплуатационного периода.

С помощью таких витражей производится декорация плитки в ванной комнате, и выполняются подвесные потолки. Так что новые строительные материалы и технологии становятся нормальным явлением в современном дизайне и строительстве, и это еще не предел. Каждый год появляются новые разработки, направленные на снижение себестоимости строительства и улучшение эксплуатационных свойств материалов.

Активно применяются в отделке и в разных сферах строительства различные полимерные элементы, которые отличаются качеством поверхности и долговечностью. Если использовать новые строительные материалы и технологии, то есть возможность для серьезной экономии и улучшения качества здания. Улучшаются эксплуатационные и теплоизоляционные свойства при использовании новых строительных материалов и технологий, а также значительно снижаются нагрузки на фундамент.

Большинство современных материалов обладают легким весом, но отличаются высокой прочностью, и такие данные благоприятны для строительных конструкций.

При активном поиске вариантов использования современных материалов и инновационных технологий вы сможете построить красивый и прочный дом.

Что такое технология материалов в NTNU?

Технология материалов — это относительно всеобъемлющая дисциплина, которая начинается с производства товаров от сырья до обработки материалов в формах и формах, необходимых для конкретных приложений.

Материалы — металлы, пластмассы и керамика — обычно имеют совершенно разные свойства, а это означает, что технологии, используемые при их производстве, принципиально разные. Технология материалов — это постоянно развивающаяся дисциплина, и новые материалы с интересными свойствами приводят к новым применениям.Например, сочетание различных материалов в композитах приводит к появлению совершенно новых свойств материала. Материаловедение тесно связано с технологиями материалов. Материаловедение — это междисциплинарная область, которая связывает свойства материала с его химическим составом, микроструктурой и кристаллической структурой.

Металлургическая промышленность, производство и обработка материалов — очень важные аспекты норвежской промышленности, которые также предлагают значительную добавленную стоимость для экономики за счет экспорта таких продуктов, как алюминий и ферросилиций.Материалы также имеют очень большое значение в нефтегазовой промышленности, например, для защиты стали от коррозии в морской среде.

NTNU — единственный университет в Норвегии, который готовит инженеров (магистров технологий) с опытом в области материаловедения и материаловедения. Ежегодно факультет материаловедения и инженерии выпускают около 50 инженеров.

Обучение материаловедению в NTNU

Хотите изучать технологии материалов?

Кафедра материаловедения и инженерии факультета естественных наук NTNU предлагает несколько учебных программ в области материаловедения

Подробнее об исследованиях в области материаловедения в NTNU

Исследования в области материаловедения в НТНУ

Исследовательские группы в

Департамент материаловедения и инженерии

Подробнее об исследованиях в области технологий материалов в NTNU

5 современных технологий, влияющих на производителей

В обрабатывающей промышленности всегда был аппетит к технологиям.От анализа больших данных до передовой робототехники — революционные преимущества современных технологий помогают производителям сократить вмешательство человека, повысить производительность предприятия и получить конкурентное преимущество.

Сложные технологии, такие как, среди прочего, искусственный интеллект, Интернет вещей и трехмерная печать, формируют будущее производства за счет снижения стоимости производства, повышения скорости операций и сведения к минимуму ошибок. Поскольку производительность имеет решающее значение для успеха производственного предприятия, ожидается, что каждый производитель сделает значительные инвестиции в эти технологии.

Вот пять технологий, которые положительно влияют на обрабатывающую промышленность.

1. Промышленный Интернет вещей

Возможности Интернета вещей (IoT) быстро внедряются в промышленную и производственную сферу, предоставляя владельцам заводов возможность повысить производительность и снизить сложность процессов. Ожидается, что к 2020 году количество устройств с поддержкой Интернета вещей достигнет отметки в 25 миллиардов.

Промышленный Интернет вещей (IIoT) представляет собой сочетание различных технологий, таких как машинное обучение, большие данные, данные датчиков, облачная интеграция и автоматизация машин.Эти технологии используются в таких областях, как профилактическое и упреждающее обслуживание, мониторинг в реальном времени, оптимизация ресурсов, прозрачность цепочки поставок, анализ операций между предприятиями и безопасность, что позволяет руководителям предприятий минимизировать время простоя и повысить эффективность процессов.

Например, регулярное техническое обслуживание и ремонт необходимы для бесперебойной работы завода. Однако не все оборудование и устройства требуют обслуживания одновременно. IIoT позволяет руководителям предприятий использовать мониторинг состояния и профилактическое обслуживание оборудования.Мониторинг производительности в режиме реального времени помогает им планировать график обслуживания, когда это действительно необходимо, снижая вероятность незапланированных отключений и связанной с этим потери производительности.

Точно так же оборудование с поддержкой IoT и встроенным датчиком может передавать данные, которые помогают команде цепочки поставок отслеживать активы (с помощью датчиков RFID и GPS), проводить инвентаризацию, прогнозировать, оценивать отношения с поставщиками и планировать программы профилактического обслуживания.

2. Аналитика больших данных

Аналитика больших данных может предложить несколько способов повышения производительности активов, оптимизации производственных процессов и облегчения настройки продукта.Согласно недавнему опросу Honeywell, 68 процентов американских производителей уже инвестируют в аналитику больших данных. Эти производители могут принимать обоснованные решения, используя данные о производительности и отходах, полученные с помощью аналитики больших данных, снижая эксплуатационные расходы и увеличивая общий доход.

3. Искусственный интеллект и машинное обучение

В течение нескольких десятилетий производители использовали робототехнику и механизацию для повышения производительности и минимизации производственных затрат на единицу продукции.Искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение кажутся следующей волной в производстве. Искусственный интеллект помогает производственным группам анализировать данные и использовать полученные знания для замены запасов, снижения эксплуатационных расходов и обеспечения непрерывного контроля качества всего производственного процесса.

Эпоха неразумных роботов, занятых циклическими производственными задачами, закончилась. Искусственный интеллект и машинное обучение позволяют роботам и людям сотрудничать друг с другом, создавая гибкие производственные процессы, которые учатся, улучшают и принимают разумные производственные решения.Следовательно, производители могут использовать промышленную робототехнику и интеллектуальную автоматизацию для управления повседневными задачами и сосредоточить свое время и ресурсы на задачах, приносящих доход, таких как исследования и разработки, расширение ассортимента продукции и улучшение обслуживания клиентов.

4. Трехмерная печать

Технология трехмерной печати или производства аддитивных слоев призвана оказать огромное влияние на такие высокотехнологичные отрасли, как аэрокосмическая промышленность, горнодобывающая техника, автомобили, огнестрельное оружие, торговое и сервисное оборудование и другое промышленное оборудование.Эта революционная технология позволяет производителям создавать физические продукты из сложных цифровых дизайнов, хранящихся в файлах трехмерного автоматизированного проектирования (САПР).

Для печати реальных объектов можно использовать такие материалы, как резина, нейлон, пластик, стекло и металл. Фактически, трехмерная биопечать позволила изготавливать живые ткани и функциональные органы для медицинских исследований.

В отличие от традиционного производственного процесса, трехмерные принтеры могут создавать сложные формы и конструкции без дополнительных затрат, что дает большую свободу дизайнерам и инженерам.Более того, все более широкое применение трехмерной печати в производстве приводит к развитию производства как услуги (MaaS), позволяя компаниям поддерживать современную инфраструктуру, обслуживающую множество клиентов, и избавляет от необходимости покупать новое оборудование.

5. Виртуальная реальность

Виртуальная реальность (VR) упрощает процесс проектирования продукта, устраняя необходимость в создании сложных прототипов. Дизайнеры и инженеры используют виртуальную реальность для создания реалистичных моделей продуктов, что позволяет им видеть свои проекты в цифровом виде и устранять потенциальные проблемы до начала производства.Клиенты также могут просматривать и взаимодействовать с этими цифровыми проектами, симуляциями и интегрированными устройствами, что значительно сокращает время, необходимое от проектирования до производства готового продукта.

Например, производители автомобилей теперь используют виртуальную реальность, чтобы гарантировать, что их автомобили проходят испытания на ранней стадии процесса разработки, сокращая время и затраты, связанные с изменением конструкции, допусков и функций безопасности.

Поскольку прогнозная аналитика имеет решающее значение для операционной эффективности производственного предприятия, ожидается, что руководители предприятий будут все больше полагаться на виртуальную реальность при проверке рабочих процессов, улучшении процессов сравнительного анализа и обеспечении соответствия требованиям с помощью протоколов обучения.

Поскольку производители продолжают внедрять эти современные технологии для управления всеми аспектами производственного процесса, можно ожидать улучшения общей производительности и прибыльности. Компании, стремящиеся оставаться актуальными на постоянно конкурентном рынке, не могут позволить себе игнорировать положительное влияние каждой из этих технологий.

Ссылка: Сложные технологии, формирующие будущее производства электроники

Керамика в современных технологиях

I.П. Боровинская, К. Манукян, А.С. Мукасян
СВС-керамика: история и последние достижения

О. Одавара, А.В. Губаревич, Х. Вада
Достижения по самораспространяющемуся высокотемпературному синтезу для эффективного улучшения использования подземных и космических сред

С. Воротило, А.Ю. Потанин, Е.А. Левашов
СВС тугоплавких карбидов, боридов, родственных твердых растворов и композитов

Н.Н. Агаджанян, С.К. Долуханян, О.П. Тер-Галстян, Н.Л. Мнацаканян
Влияние химического состава на кристаллическую структуру многокомпонентных карбидов, углеводов и карбонитридов переходных металлов

C.Муса, Р. Личери, Р. Орро, Р. Марокко, Г. Цао
Изготовление и определение характеристик керамики HfB2, армированной волокном SiC, для компонентов космических двигателей

Л. Лю, С. Айдинян, Т. Минасян, Дж. Баронинс, М. Антонов, С. Харатян, И. Хусаинова
Искровое плазменное спекание синтезированного горением композита TiB2-Si

М. Закарян, С. Айдинян, С. Харатян
Синтез горением и консолидация нанокомпозитного материала Ni-W

Р. Томошиге, К.Сонода, Т. Накамура, Т. Танака, С. Ии, Ю. Моризоно
Применения для горячей ударной сварки слоистых композитов, состоящих из неоксидной керамики и металла

S. Kirihara
Стереолитографическое аддитивное производство керамических компонентов с микрорельефами для управления электромагнитными волнами

Э. Шварцер, У. Шайтхауэр, С. Хольцхаузен, К. Ортманн, Т. Обербах, Т. Мориц, А. Михаэлис
Компоненты из функционально модифицированного оксида алюминия, упрочненного диоксида циркония, полученные методом фотополимеризации в керамической ванне (CerAM VPP)

H.Абэ, А. Кондо, К. Сато
Вызванное свободным полимером гелеобразование неводных коллоидов для прямого написания чернилами

A.J. Медези, Д. Нётцель, Й. Вольгемут, М. Францреб, Т. Ханеманн
Керамическое литье под давлением с использованием вставок для форм с 3D-печатью

Т. Мориц, Й. Шильм, А. Рост, Э. Шварцер, С. Вайнгартен, У. Шайтхауэр, К. Ватциг, Д. Вагнер, А. Михаэлис
Керамические аддитивные методы производства компонентов из спеченного стекла с новыми свойствами

M.П. Гомес-Тена, Э.М. Диас-Каналес, Ф. Велес де Гевара, Э. Сумакеро, Х. Гилаберт
Механические характеристики крупногабаритных глиняных артефактов, изготовленных компанией Robocastings

М. Каннио, Д. Н. Боккаччини, Р. Таурино, В. Рива, М.Л. Гуальтьери, М. Тоннетти, М. Ханускова, М. Чиккони, Т. Фей, М. Роза, В. Новарезио, П. Петачча, М. Романьоли, А. Боккаччини
Цифровая печать стеклокерамической глазури

P. Hlaváček, G.J.G. Gluth, J. Lüchtenborg, P. Sturm, T. Mühler, H.-C. Кюне, Й. Гюнстер
Новый подход к аддитивному производству щелочно-активированных материалов: лазерно-индуцированное шликерное литье (LIS) суспензий алюмината лития / диоксида кремния

А. Рафферти, Т. Вудс, А. Конвей, Ю. Гунько, Дж. Кеннеди, М. Швентенвайн, Р. Коулл
Исследование открытой взаимосвязанной пористости в оксиде алюминия, напечатанном на 3D-принтере

C. Chaput
Аддитивное производство керамики, зрелая технология, адаптированная для промышленного производства (краткое сообщение)

J.Л. Аморос, А. Морено, Э. Бласко
Спекание в вязком потоке в композитах со стеклянной матрицей с жесткими включениями

М. Арно, М. Перронне, А. Аутеф, Б. Наит-Али, С. Россиньоль
Понимание образования геополимерных пен: влияние добавок

В. Дукман, М. Радека
Зеленые строительные материалы, активированные щелочью — избранный пример агрегата, активированного щелочью

L. Fonseca Amaral, G.C. Жиронди Делакуа, К. Fontes Vieira
Включение шлама доменных печей в красную керамику — промышленные испытания

M.Кели, М. Фазели, Р.А. Симау, Ф. Дуда
Разработка супергидрофобных поверхностей с помощью изотропного травления и плазменного напыления

А. Такеучи, Т. Хикида, Х. Хамано, М. Тафу, М. Кикучи
Поиск нового использования отходов гипса: Часть 1. Подробное исследование фосфатизации гипса

Я. Такао, Н. Тойода, Т. Асаи, Т. Окадера, Х. Асано
Улучшение оптических и механических свойств и контролируемое высвобождение лекарственной порошковой косметики

М.Риго, Ж. Пуарье
Серия сборников FIRE по коррозии огнеупоров в соответствии с образовательными потребностями (Краткое сообщение)

J. Carneiro, C.M.S. Фрейтас, Р. Сантос, Н.М. Феррейра, Ф. Рей-Гарсия, A.J.S. Фернандес, М. Сибра, Ф. Коста
Лазерная технология для быстрого ремонта дефектов сантехники: перспективы и проблемы

M. Youmoue, R.T. Тене Фонган, С. Гониданга, Б. Ликиби, А. Гарзуни, Э. Камсеу, И.К. Тонле, С. Россиньоль
Влияние кремнезема и лигноцеллюлозного материала в качестве добавок на кинетику геополимеризации с помощью спектроскопии ATR-FTIR

A.Г. Мержанов, И. Боровинская
Вклад в основы СВС и внедрение технологии СВС в промышленность

Х. Йодати, Ю.К. Эрдекли, О. Токдемир, З. Эвис
Глобальные тенденции научных исследований гидроксиапатита и каркаса в период 1991-2019 гг .: библиометрический анализ

К. Ино, Ф.А. Кардосо, Г.А. Валенсия, Р. Пиледжи, А.Л. да Силва, Л. Калиман, Д. Гувеа
Реологическая оценка фосфатного фарфора с использованием метода сжатого потока

A.Эль Хомси, А. Гарзуни, Н. Идрисси Кандри, А. Зеруале, С. Россиньоль
Свойства геополимерных композитов из двух различных марокканских глин

Х. Итикава
Разработка непрерывных волокон из карбида кремния Nicalon и Hi-Nicalon для высокотемпературных композитных приложений

G.D. Agnew, S.H. Пайк, М. Джоргер, Р. П. Трэвис
Крупномасштабные гибридные генераторы энергии на ТОТЭ от Rolls-Royce Fuel Cell Systems

U. Bossel
Преобразование альтернативной энергии

В.Диелла, Н. Маринони, Э. Коста, П.Г. Бираги, Ф. Франческон, Г. Ланзафаме, М. Дапиаджи, А. Павезе
Влияние избытка глинозема на реакционную способность, микроструктуру и макроскопические свойства сантехнической керамики

М. Арно, М. Перронне, А. Аутеф, Дж. Абси, С. Россиньоль
Геополимер, синтезированный с использованием реактивного или инертного алюмосиликата. Влияние на рабочие свойства

Кунал Б. Моди, Шрей К. Моди, Прия Л. Манге, Пуджа Й. Раваль, Комал К. Яни
Антибактериальная и противогрибковая активность наночастиц TiO2 и ZnO, полученных разными путями

A.П. Малоземов
Применение высокотемпературных сверхпроводников

J.F.C. Leal, R.E.F.Q. Ногейра
Оценка дополнительных огнеупорных отходов в виде агрегатов в бетоне для рабочего колеса KR

R.H. Atkinson
Структурный ремонт / модернизация стен из кирпичной кладки

Л. Бинда, Г. Баронио, Ф. Кантони, П. Рокка
Натурные модели для изучения методов ремонта на поверхностях кирпичной кладки

M.C. Баррос, К. Дуарте, Л. Роджер
Измерение затухания стены из керамических блоков с помощью волн X-диапазона

R.К. Де Веке
Неразрушающая оценка каменных материалов в конструкциях

Ф. Ахмад, Дж. Ахмад Кайюм, У. Асгар, А. Али, А. Масум
Влияние скорости мельницы и скорости воздушного классификатора на производительность промышленной шаровой мельницы

Современные технологии материалов | Чикагский исследовательский центр материалов

• У меня нет предварительных знаний по перечисленным темам. Могу ли я присоединиться?

Конечно! Наше единственное ограничение по темам курсов — это то, что они по-прежнему связаны с материалами и технологиями.Мы призываем участников опираться на свой собственный опыт в STEM и исследованиях, когда думаем о том, как они хотят преподавать. Приветствуются все фоны STEM.

Одна из наших основных целей — предоставить аспирантам и докторантам, интересующимся педагогикой, возможность вести занятия. Кроме того, участники активно участвуют в предоставлении и получении отзывов за каждую неделю.

• Какой типичный формат коллоквиума?

Мы следуем академическому календарю Линдблома, основанному на семестрах.В прошлые годы мы обычно проводили коллоквиум в среду утром. Коллоквиум длится 2 часа и обычно делится 50/50 между содержанием лекции и содержанием, основанным на деятельности / демонстрации. Каждый коллоквиум возглавляет ведущий инструктор, который организует материалы и лекцию для данной недели; 2-3 других участника присоединяются к коллоквиуму, чтобы помочь с занятиями в классе. Обычно мы проводим около 20 коллоквиумов в учебном году, разделенных на 3-4 группы.

• На что похожи классы?

Классы состояли из 10-18 человек и включали все классы.Многие студенты приходят, указывая на сильный интерес к естественным наукам и / или математике.

• Сколько времени требует MMT?

Обычное время, затрачиваемое лектором общего профиля, составляет около 3-4 часов; в прошлом это обычно было с 9:30 до 13:00 по средам, включая время на дорогу, настройку и демонтаж.

Как ведущий лектор, время может варьироваться, так как лектор может создавать свой собственный контент. У нас также есть материалы прошлых курсов, которые ведущий лектор может использовать или использовать, и в этом случае обычно 2-3 часа подготовки.

• Как мы доберемся до Линдблома?

Мы встречаемся в центре кампуса U. Чикаго и автостоянки!

• Откуда берутся демонстрационные материалы?

Мы закупаем демонстрационные материалы в различных местах, включая демонстрационный шкаф через Департамент физики, в сотрудничестве с другими информационными программами в MRSEC и в сотрудничестве с нашими местными учителями физики. Мы также приобрели демонстрационные материалы при поддержке MRSEC.

MMT была основана Джеймсом Каллаханом и другими членами группы Беркельбаха на химическом факультете (ныне Колумбийского университета) в 2018 году.

• Как COVID повлияет на MMT?

Мы планируем следовать инструкциям и расписанию системы государственных школ Чикаго и адаптировать содержание курса к дистанционному обучению.

Строительные технологии, на которые стоит обратить внимание в 2021 году

Инновационные строительные технологии позволяют значительно повысить безопасность, эффективность и производительность крупномасштабных строительных проектов.

Construction имеет долгую историю инноваций, которые привели к впечатляющим достижениям в типах зданий, которые мы можем производить. Например, разработка коффердамов и кессонов открыла двери для величественных подводных сооружений. Между тем достижения в технологии башенных кранов способствовали развитию строительства, открывая возможности для строительства массивных небоскребов.

После длительного строительного бума прошедший год в условиях пандемии был трудным для строительной отрасли, поскольку она стремилась защитить своих рабочих и сохранить рабочие места открытыми.Промышленность всегда реагирует на трудные периоды повышенным вниманием к инновациям, поэтому в наступающем году, вероятно, будет наблюдаться дальнейшее развитие автоматизации и технологий, которые изменят строение в том виде, в каком мы его знаем.

Ниже мы выделили 10 наиболее важных технологий, на которые стоит обратить внимание в 2021 году.

1. Дополненная реальность

Дополненная реальность (AR) — это цифровой уровень информации, улучшающий представление о реальном мире. Используя мобильное устройство с возможностями дополненной реальности, строители могут просматривать рабочие места с дополнительной информацией, размещенной непосредственно поверх реального мира.

Например, рабочий-строитель может направить планшет на стену, и планшет может отображать планы здания для этой стены, как если бы они действительно были частью окружающей среды. Дополненная реальность имеет огромное значение для строительства, поскольку предоставляет дополнительную информацию именно там, где она необходима.

Вот еще несколько вариантов использования дополненной реальности:

• Автоматизация измерений : Измеряя физическое пространство в реальном времени, технология AR может помочь строителям точно следовать планам строительства.
• Визуализация модификаций : Накладывая потенциальные модификации проекта непосредственно на строительную площадку, подрядчики могут визуализировать потенциальные изменения перед их фиксацией.
• Предоставление информации о безопасности : распознавая опасности в окружающей среде, устройства дополненной реальности могут отображать информацию о безопасности для работников в реальном времени.

Хотя дополненную реальность можно использовать на планшете или другом портативном компьютере, будущее дополненной реальности, вероятно, будет зависеть от очков дополненной реальности, которые обеспечат свободный доступ к важной информации в любое время.Эти очки дополненной реальности — одно из нескольких строительных устройств, которые, вероятно, наберут популярность в следующем году.

2. Строительные предметы одежды

Носимые устройства

Construction предлагают множество преимуществ для повышения производительности, но они могут быстро найти применение, особенно из-за их преимуществ в плане безопасности.

Еще до пандемии строительство было одной из самых рискованных отраслей для работы. Ежегодно в результате несчастных случаев, таких как падения и столкновения с оборудованием, гибли сотни рабочих.Носимые технологии предлагают возможность дополнительной безопасности для рабочих, потенциально предотвращая травмы и смерть во всей отрасли.

Вот несколько строительных носимых устройств, которые уже доступны сегодня:

• Умные ботинки : умные ботинки, работающие на ходьбе, могут обнаруживать рабочих, которым грозит столкновение с находящейся поблизости строительной техникой, оснащенной датчиками.
• Умная каска : Улавливая мозговые волны, умные каски могут обнаруживать «микросон», который подвергает рабочих риску травм.
• Силовые перчатки : при ношении на руках рабочих силовые перчатки повышают ловкость и силу, помогая уменьшить травмы от чрезмерного использования.

Другие носимые устройства, такие как умные часы, мониторы и очки, повышают безопасность одиноких сотрудников, проверяют на усталость и позволяют отслеживать контакты. Мы находимся в начале революции в строительстве, которая поможет повысить эффективность и безопасность каждого отдельного рабочего.

Тем не менее, технологические преимущества для рабочих не ограничиваются небольшими портативными носимыми устройствами, но также включают более крупные личные устройства, такие как строительные экзоскелеты.

3. Строительные экзоскелеты

Строительные экзоскелеты, или экзокостюмы, представляют собой носимые машины с моторизованными шарнирами, которые обеспечивают дополнительную поддержку и силу во время повторяющихся движений, таких как сгибание, подъем и захват.

Хотя экзоскелеты возникли в программах реабилитации, они привлекают внимание как инструмент для снижения травматизма и повышения эффективности работы строителей. Некоторые экзоскелеты питаются от электричества, а другие просто перераспределяют вес по всему телу, но все они имеют преимущества для рабочих, выполняющих тяжелую работу.

Вот несколько примеров использования экзоскелетов на строительных площадках:

• Экзокостюмы для поддержки спины : костюм с усиленным механизмом, который облегает плечи, спину и талию, снижает нагрузку во время подъема.
• Экзокостюмы для поддержки приседания : прикрепленный к ногам экзоскелет для поддержки приседаний действует как «стул», даже когда нет стула, что упрощает приседание в течение длительного времени.
• Экзокостюмы для поддержки плеч : благодаря перераспределению веса с плеч экзоскелеты могут предотвратить усталость при выполнении подъема над головой.

Существуют также экзоскелеты полной конструкции, которые повышают прочность и снижают утомляемость при выполнении сложных подъемных работ.

Хотя экзоскелеты облегчают тяжелую работу строителям, промышленность также ищет строительных роботов, которые еще больше облегчат это бремя, переложив определенные рискованные и сложные задачи на машины.

4. Строительные роботы

Строительные роботы еще далеки от полного захвата отрасли, но ряд проектов и предложений уже находится на рассмотрении, поскольку отрасль рассматривает способы решения проблемы нехватки рабочей силы и необходимости социального дистанцирования.

Три основных типа роботов кажутся отравленными, чтобы помочь изменить рабочую силу в строительной отрасли:

• Заводские роботы : Заводские роботы способны безупречно и многократно выполнять одну работу, например простые производственные задачи.
• Совместные роботы : Совместные роботы могут использоваться на стройплощадке, чтобы облегчить нагрузку на человека-компаньона, например, перенося инструменты или оборудование.
• Полностью автономные роботы : Подобно роботам из научной фантастики, полностью автономные роботы (которые уже существуют в той или иной форме сегодня) могут сканировать окружающую среду и выполнять сложные задачи с помощью инструментов независимо.

Хотя такие роботы еще не получили широкого распространения в строительстве, другие ранее футуристические технологии уже получили широкое распространение. Например, сейчас дроны стали обычным явлением на строительных площадках, выполняя работы, которые еще несколько лет назад были бы дорогостоящими.

5. Дроны

Дроны уже внесли впечатляющий вклад в строительство, и их влияние будет расти в следующем году. Небольшие летающие дроны с камерами могут снизить затраты на процессы, которые раньше были чрезвычайно дорогими.

Вот лишь некоторые из способов, которыми дроны влияют на работу на стройплощадках:

• Топографические карты : Составление карт жизненно необходимо до начала строительства. Воздушные дроны быстро обследуют большие участки земли, сокращая затраты на картографирование на 95%.
• Отслеживание оборудования : приобретенное или арендованное оборудование может быстро потеряться на большом рабочем месте, но дроны могут автоматически отслеживать все оборудование на месте.
• Наблюдение за безопасностью : Рабочие объекты уязвимы для кражи материалов и оборудования, когда никто не работает, но дроны могут контролировать объект, даже когда вокруг нет людей.

Дроны также влияют на отчеты о ходе работ, безопасность персонала и проверки зданий. Один из способов дальнейшего совершенствования беспилотных летательных аппаратов и других видов строительных технологий — это более активное использование искусственного интеллекта и машинного обучения.

6. Искусственный интеллект и машинное обучение

Искусственный интеллект — это способность технологий принимать решения независимо от человеческого ввода, а машинное обучение — это способность технологий «учиться» на прошлом опыте.Обе эти технологии имеют огромное значение для строительства, где эффективное и разумное принятие решений оказывает заметное влияние на производительность и безопасность.

Посмотрите, как искусственный интеллект и машинное обучение уже меняют конструкцию:

• Повышенная безопасность : Например, с помощью процессов машинного обучения программное обеспечение может анализировать фотографии рабочих мест и выявлять риски и нарушения безопасности.
• Снижение затрат : Анализируя прошлые проекты, программное обеспечение машинного обучения может определять неэффективность и предлагать более эффективные сроки.
• Лучший дизайн : поскольку программное обеспечение машинного обучения может обучаться со временем, оно может улучшить аспекты проектирования зданий, изучая сотни вариантов.

Машинное обучение и искусственный интеллект скоро повлияют на все аспекты строительного проекта, от планирования до закрытия проекта. Кроме того, искусственный интеллект и машинное обучение улучшают новые методы строительства, такие как модульное строительство, которое является растущей частью строительного сектора.

7. Модульная конструкция

Модульное строительство — это альтернативный метод строительства, при котором конструкции возводятся вне строительной площадки, доставляются по частям, а затем собираются с помощью кранов.

Поскольку строительство здания происходит одновременно с подготовкой площадки, модульное строительство может быть в два раза быстрее, чем традиционные проекты.

Другие преимущества модульной конструкции:

• Уменьшение количества строительных отходов : Поскольку многие здания строятся одновременно на одном заводе, излишки материалов из одного проекта можно легко использовать в другом.
• Более низкие выбросы : За счет сокращения общего объема поставок, а также общего времени, проведенного на месте, модульная конструкция снижает выбросы углерода.
• Оптимизировано с помощью машинного обучения : На заводе процессы строительства оптимизируются с течением времени за счет усовершенствований программного обеспечения, что способствует дальнейшему сокращению отходов и повышению эффективности.

Хотя модульное строительство в настоящее время составляет небольшую часть всей отрасли, две трети подрядчиков полагают, что в ближайшие годы спрос на него возрастет.Связанная с этим технология, которая дает преимущества модульной конструкции, а также традиционному строительству, — это 3D-печать.

8. 3D-печать

3D-печать предполагает создание слоя за слоем с использованием машин. Как и традиционные принтеры, 3D-принтеры используют цифровой дизайн и визуализируют его в физическом мире. Однако, в отличие от традиционных принтеров, 3D-принтеры не ограничиваются плоским документом, а вместо этого могут использовать различные материалы для создания объектов или даже целых структур.

Хотя 3D-печать по отношению к крупномасштабным строительным проектам все еще находится в зачаточном состоянии, с помощью этой технологии уже напечатаны целые дома.Вот несколько способов, которыми 3D-печать может повлиять на строительство:

• Эффективное использование материалов : Растущая область инвестируется в печать строительных материалов (например, шлакоблоков) или целых конструкций (например, мостов) из бетона, что сокращает количество отходов в отличие от традиционных методов.
• Повышенная скорость : По сравнению с традиционным зданием, трехмерная печатная конструкция может появиться полностью в течение нескольких дней.
• Устранение ошибок : как только 3D-принтер получает дизайн, он идеально отображает его в физическом мире, устраняя дорогостоящие ошибки.

Хотя 3D-печать, вероятно, окажет огромное влияние на строительство в ближайшие годы, технология все еще относительно новая и непроверенная. Тем временем появилась еще одна 3D-технология для повышения эффективности на стройплощадках: информационное моделирование зданий.

9. Информационное моделирование зданий

Информационное моделирование зданий (BIM) — это процесс создания цифрового представления конструкции («модели») до ее строительства. Точное представление здания позволяет каждому, кто участвует в строительстве, предвидеть трудности, устранить риски, определить логистику и повысить эффективность.

Информационное моделирование здания полезно на всех этапах строительства:

• Перед началом строительства BIM помогает снизить потребность в будущих заказах на изменение, упреждая проблемы.
• Во время строительства BIM улучшает коммуникацию и эффективность, предлагая центральный узел для актуальной и точной справочной документации.
• После строительства BIM создает возможность для управления зданием на протяжении всего жизненного цикла конструкции, предоставляя владельцам ценную информацию о каждой детали здания.

Информационное моделирование зданий в настоящее время может быть одним из наиболее важных достижений в строительстве, поскольку оно влияет на все аспекты строительного процесса и улучшает их. Тем не менее, возникающая новая технология может когда-либо произвести дальнейшую революцию в строительстве благодаря инновационному подходу к информации: блокчейну.

10. Блокчейн

Технология

Blockchain, впервые использованная для онлайн-криптовалюты «Биткойн», представляет собой способ записи информации, имеющий широкое применение для управления строительными проектами.Хотя поначалу трудно понять, важность блокчейна заключается в том, что это интуитивно понятный способ повышения эффективности проекта.

Несколько аспектов блокчейна делают его особенно привлекательным для строительной отрасли:

• Безопасность : Все данные, относящиеся к проекту, зашифрованы, поэтому конфиденциальная информация остается защищенной.
• Децентрализованный : информация о проекте не хранится в одном месте и доступна из любого места.
• Масштабируемость : поскольку блокчейн не требует большого хранилища данных, его можно масштабировать для очень крупных проектов.

В ближайшие годы блокчейн, вероятно, повлияет на многие аспекты управления строительством, от контрактов и управления активами до платежей и закупок материалов. Блокчейн полезен на протяжении всего проекта и помогает хранить информацию, доступную даже после завершения проекта.

Технологии стремительно развиваются в строительной отрасли, которая в настоящее время ищет способы внедрения инноваций и улучшения процессов.Сегодня технологические инновации в строительстве затрагивают все аспекты отрасли, включая планирование проектов и безопасность рабочих. При наличии подходящего оборудования и технологий строительная отрасль готова к следующему рывку вперед.

Похожие сообщения

Технология

: новые материалы в твердотельном освещении

Тан Яу Хунг

Художники по свету давно стремились скрыть светильники, освещая пространство так, чтобы житель заметил только свет, а не его источник.Сегодня идея о том, что светильник может почти исчезнуть, ближе, чем когда-либо, благодаря эволюции в материальных технологиях. В светодиодном освещении наблюдается тенденция к созданию более компактных, тонких и интегрированных систем, обеспечивающих оптимальную производительность, но практически незаметных. «Наше видение заключается в том, что светильник — это светодиод , в котором нет светодиодных компонентов, но все это сделано как единое целое», — говорит Джулиан Кэри, старший директор по маркетингу люминофора в Intematix, производящей люминофор. материалы.Джим Андерсон, директор по стратегическому маркетингу Philips Color Kinetics, соглашается. «Никто не хочет видеть светильник», — говорит он. «Так было всегда».

Инновации в области светодиодного освещения в настоящее время принимают форму гонки до финиша без четко обозначенного маршрута. Компании строят свой собственный курс, вкладывая средства в сочетание новых и устаревших материалов с целью производства самых мощных и эффективных светодиодов для рынка.

Одним из примеров этого эксперимента является разработка и внедрение подложек, важнейших компонентов светодиода.Сегодня компании используют подложки из различных соединений, таких как кремний, сапфир, поликарбонат и нитрид галлия, но ни один материал не стал лидером. То же самое можно сказать и о многих материалах светодиодных светильников, от оптики до самих светодиодов. «Вы продолжаете искать новое поколение и собираетесь либо повысить производительность, либо сократить расходы, — говорит Кевин Дунай, лидер сегмента рынка Bayer MaterialScience.

Повышенная стандартизация позволит осветительным компаниям более гибко комбинировать системы.С другой стороны, Андерсон из Philips Color Kinetics предполагает, что слишком большая стандартизация может остановить инновации. Помимо этих условий, исследования и разработки, безусловно, не ослабевают. «Светодиоды меняются каждый день», — говорит Уго да Силва, глобальный отраслевой директор по светодиодному освещению в компании Dow Corning, чьи формованные силиконовые изделия получили распространение в прошлом году.

Предоставлено Bayer MaterialScince Листовой поликарбонат от Bayer MaterialScience.

Удаленный люминофор
Одной из самых больших инноваций за последние два года стала технология удаленного люминофора, которая отделяет люминофор от диода.В люминофоре нет ничего нового. Светоизлучающее вещество является основой светящихся в темноте игрушек, и оно было неотъемлемой частью твердотельного освещения, обычно в виде покрытия, которое наносится на синие светодиоды, чтобы сделать их свет белым. Ключевым отличием технологии удаленного люминофора является то, что материал люминофора интегрирован с оптикой диффузора, что увеличивает свободу проектирования и снижает производственные затраты.

В этой сфере работает компания Intematix, которая продает люминофор для удаленных устройств под названием ChromaLit.По данным компании, удаленный люминофор может повысить эффективность на целых 30 процентов, поскольку он эффективно улавливает рассеянный свет светодиода, выделяя больше люмен на синий светодиод, чем традиционные конструкции. «Главное, что нужно помнить о люминофоре, — это то, что он излучает свет на 360 градусов при стимуляции, поэтому вам нужно найти способ повторно использовать этот свет», — говорит Кэри из Intematix. В частности, в системах линейного освещения «выносной люминофор очень эффективно рециркулирует этот свет, поэтому вы получаете максимальную эффективность.”

Основной задачей Intematix, занимающейся технологиями удаленного люминофора, было достижение постоянной цветовой температуры. Во время первоначальных исследований исследователи испытали небольшие изменения, когда их дистанционная люминофорная оптика, обычно сделанная из термопласта, такого как поликарбонат, была объединена со светодиодом заказчика. «Человеческий глаз очень чувствителен к изменению цвета», — говорит Кэри. Но с дальнейшим развитием эти проблемы были решены, и теперь удаленный люминофор предлагает новый способ управления цветом, поскольку теперь можно управлять оттенком и температурой, не изменяя архитектуру светодиода.

«На выставке Lightfair в прошлом году дизайнеры проявили большой интерес к очень теплым цветовым температурам для использования в архитектурном освещении», — говорит Кэри. «Например, 2400К. Это не то, чего легко добиться с помощью белого светодиода. Но с удаленным люминофором вы можете просто сделать этот цвет. Мы набираем рецептуру, и вы можете ее получить ».

Удаленный люминофор был принят для применения в самых разных областях — от под шкафом до помещений с высокими пролетами, но стоимость по-прежнему является препятствием для некоторых типов светильников.И такие производители, как Intematix, продолжают поиски еще большей эффективности. В настоящее время святым Граалем в поисках новых люминофорных материалов является узкополосный красный люминофор, который позволит производителям лучше получить доступ к определенным участкам светового спектра. «Это зависит от поддержания CRI, но вы можете добиться гораздо большей эффективности, если у вас узкополосный красный люминофор, потому что вы не тратите зря свет в длинной части красного спектра», — говорит Кэри. «Это один из приоритетов отрасли.”

С разрешения Dow Corning Формованный силикон Dow Corning предлагает новый вариант оптики вторичных ламп.

Формованный силикон
В то время как удаленный люминофор объединяет источник света с вторичной оптикой, сама оптика претерпевает материальную революцию. Новые конфигурации светодиодов, такие как микросхемы на плате, привели к достижению более высоких и стабильных температур, чем когда-либо прежде, в то время как стремление снизить затраты заставляет производителей искать материалы, которые можно производить с небольшими затратами.

Производители светодиодов согласны с тем, что стекло обладает превосходными тепловыми и оптическими характеристиками. В то же время спрос на все более тонкие материалы и все более мелкие источники сделали стекло менее востребованным. Стекло как материал очень негибкое. (Мы даже не будем говорить о том, насколько это может быть дорого.) Пока что альтернативами были поликарбонат и ПММА (полиметилметакрилат).

Поликарбонат — это тип термопластичного полимера, который широко используется в современном мире (например, пластиковый корпус для iPhone 5c от Apple) и столь же универсален в индустрии твердотельного освещения.Makrolon, поликарбонат, производимый Bayer MaterialScience, может быть отлит под давлением в отражатели или вторичную оптику для светодиодного освещения. Bayer также производит листовые диффузоры Makrolon, которые стали популярными среди производителей оборудования. Но у поликарбоната есть свои ограничения, особенно когда светодиоды становятся меньше. «Стены можно только истончать», — говорит Дунай из Bayer.

Введите формуемый силикон. В иерархии материалов силикон уступает только стеклу, говорит да Силва из Dow Corning, который является экспертом в области освещения и электроники и пропагандистом линейки формованных силиконовых изделий своей компании.«Силикон сочетает в себе проверенные свойства пластика и хорошие свойства стекла», — говорит он.

С точки зрения эксплуатационных характеристик формованный силикон выдерживает высокие температуры, высокие уровни воздействия ультрафиолетового света и высокую плотность просвета. Но его стабильность при различной толщине стенок, пожалуй, является его самым большим преимуществом перед поликарбонатом, и это преимущество обеспечивает большую гибкость конструкции, особенно когда речь идет о деталях, требующих поднутрений, микрооптических элементов и отрицательных углов уклона.«В конце концов, дизайнеры [имеют больше свободы] при разработке дизайна с силиконом, чем с любым другим материалом», — говорит да Силва.

Формованный силикон приобрел огромную популярность за последние полтора года, поскольку производители осознали потенциал этого материала. «Многие люди считают, что формованный силикон может полностью захватить [промышленность] оптических материалов», — говорит да Силва. «Если быть более реалистичным, я считаю, что силиконы могут занимать значительную долю рынка, возможно, от 20 до 30 процентов.Сегодня это даже близко не к этому ».

Подложки из нитрида галлия
На микроуровне развивается сам диод. Инновации такого масштаба имеют далеко идущие последствия, поскольку светильники часто содержат десятки светодиодов. Таким образом, если каждый диод излучает больше света при меньших затратах, осветительные компании видят существенные преимущества.

Все светодиоды первого поколения использовали некоторую комбинацию нитрида галлия (GaN) и подложку из другого материала.Эти подложки были сделаны из стекла, кремния, карбида кремния и сапфира. Однако в последние годы несколько компаний, включая Soraa и Panasonic, также экспериментировали с изготовлением подложки из GaN. Использование одного и того же материала для обоих слоев создает гораздо более надежный диод, даже при работе с невероятно высокой плотностью мощности.

Это преимущество было известно большинству производителей светодиодов, но стоимость GaN была непомерно высокой. «Идея использования подложки из GaN, как мы, большинство людей сочла безумной, потому что подложки были примерно в 100 раз дороже сапфировых подложек», — говорит Майк Креймс, технический директор Soraa.«Даже когда я работал в Philips 10 лет назад, мы все знали, что подложки из GaN будут разработаны для лазеров, но мы не могли убедить себя, что на их основе можно разработать светодиодную систему».

Креймса, однако, вскоре убедили. «Когда мы разговаривали с основателями после того, как впервые присоединились к Soraa, — говорит он, — я понял, что если бы мы могли разработать светодиодную систему, которая могла бы работать с удельной мощностью в 10 раз, тогда у вас был бы огромный рычаг в стоимости, потому что подложка всего около одной десятой стоимости светодиода.Все остальное — в процессе производства. Таким образом, если я могу использовать в 10 раз меньше светодиодного материала, я могу позволить себе платить примерно в 10 раз больше цены за квадратную площадь подложки. А поскольку мне нужна только одна десятая площади подложки, я могу позволить себе заплатить примерно в 100 раз дороже сапфира ».

GaN-on-GaN также сделал возможными светодиоды полного спектра с фиолетовым излучением. До сих пор это было несбыточной мечтой. «Светодиоды с фиолетовым излучением не терпят более низкого качества GaN-на-чужой подложке», — говорит Крамес.Синие светодиоды создают свет, который кажется белым, но, в отличие от накала солнечного света, не имеет полного спектра, потому что ему не хватает фиолетового излучения. Добавив фиолетовый и используя полный спектр, светодиоды станут на шаг ближе к имитации естественного света.

Как и несколько других светодиодных компаний, Soraa вертикально интегрирована. Он наблюдает за производственным процессом от изготовления светодиода до сборки лампы. Это помогает снизить затраты и отчасти позволяет компании использовать свою технологию GaN-on-GaN.Но Сораа не одинок. Другие компании, похоже, уверены, что математика для GaN-on-GaN проста. Panasonic вложила значительные средства в производство светодиодов на подложках из GaN, и в конце прошлого года компания представила автомобильную фару, в которой используется эта технология. Хотя автомобильные приложения существенно отличаются от архитектурного освещения, выпуск продукта GaN-on-GaN может означать, что Panasonic движется в этом направлении для всех своих светодиодных продуктов.

Скорость внедрения Светодиоды
эволюционировали так быстро, что инновации в материалах изо всех сил пытались не отставать.Но во многих отношениях современные технологии уже способны трансформировать светотехническую промышленность. По словам да Силва из Dow Corning, сейчас отстает сама отрасль. Светодиодные лампы, по большей части, продолжают разрабатываться так, чтобы имитировать существующие форм-факторы ламп, и да Силва считает романтизм устаревших технологий фатальным недостатком, отмечая, что его компания столкнулась с этой неуместной ностальгией, продавая свои формованные изделия. силиконы. «Последние четыре года это был путь к [созданию] новых технологий, обеспечивающих большую гибкость под одним и тем же технологическим зонтом», — говорит он.«Проблема в том, насколько консервативна отрасль».

Однако Андерсон из Philips Color Kinetics утверждает, что, хотя средний потребитель может быть привязан к форме лампы накаливания, сообщество архитектурного освещения гораздо более охотно пробует новые технологии, чтобы получить желаемые эффекты.

Андерсон является частью Консорциума надежности светодиодных систем, комитета Альянса индустрии освещения нового поколения (NGLIA). Официальный документ от NGLIA совместно с U.Министерство энергетики США, впервые выпущенное в 2011 году и обновленное в сентябре этого года, под названием «Срок службы светодиодных светильников: рекомендации по тестированию и отчетности» предложило ускоренный процесс проверки новых технологий, чтобы стимулировать более быстрые инновации. Предложение основано на том, что используется в электронной промышленности. По словам Андерсона, к светодиодному освещению можно относиться таким же образом, устраняя инерцию, которая возникает в процессе проверки, который требует от 3000 до 6000 часов испытаний.

Этот сдвиг будет важным и символическим.Поначалу светодиоды были слишком многообещающими и неэффективными, когда дело касалось световых характеристик. Производители, приходящие в светотехнику из мира электроники, плохо понимали уникальные и тонкие требования архитектурного освещения. Но это меняется. «То, что люди утверждают, по сравнению с реальной производительностью значительно улучшилось», — говорит Андерсон. «Там есть лучший матч. Индустрия набирает обороты ».

---

Ресурсы
Список справочных источников, посвященных светодиодным материалам.

Альянс индустрии освещения следующего поколения, Консорциум по надежности светодиодных систем, «Срок службы светодиодных светильников: рекомендации по тестированию и отчетности», Обновлено в сентябре 2014 г., 1.usa.gov/1Bp4QsV

Мюнхенский университет Людвига Максимилиана, «Светодиодные люминофоры: чем лучше красный, тем ярче белый», ScienceDaily, июнь 2014 г., bit.ly/195t6qY

Майкл Дж. Цич, Рафаэль И. Алдаз, Арпан Чакраборти, Орелиен Дэвид, Майкл Дж. Грундманн, Анураг Тьяги, Мэн Чжан, Франк М.Стеранка и Майкл Р. Креймс, «Фиолетовые светоизлучающие диоды на основе массивного GaN с высокой эффективностью при очень высокой плотности тока», Applied Physics Letters 101, 223509, Американский институт физики, ноябрь 2012 г., bit.ly/1CVGFpc

Advanced Materials — Technology Trends

Advanced Materials можно использовать в самых разных областях: от более легких и маневренных самолетов и новых гиперзвуковых систем до средств индивидуальной защиты и агрессивных сред, в которых риски и ущерб можно снизить с помощью защитных решений.

Ожидается, что наиболее разрушительные эффекты будут вызваны интеграцией таких функций, как сбор энергии, маскировка, структурный мониторинг и мониторинг здоровья персонала.

Тенденции развития технологий

Ниже перечислены ключевые технологические тенденции, влияющие на современные материалы в аэрокосмической и оборонной тематике, по данным GlobalData.

Advanced Materials — доминирование литий-ионных (Li-ion) и введение графена

Литий-ионные батареи

(LIB) становятся критически важными для хранения энергии.Растущий рост электромобилей с приводом от LIB привел к развитию литий-ионных технологий и неуклонному снижению цен на литиевые батареи.

Хотя литий-ионные батареи стали более популярными, чем другие аккумуляторные технологии хранения энергии, при рассмотрении их широкомасштабного использования в электромобилях, беспилотных подводных аппаратах (БПА) и в электросетях внедрение графена может революционизировать способ использования энергии. используется технология хранения.

Графен — это не что иное, как материал на основе углерода, который имеет толщину всего один атом и может быть использован для изготовления легких, прочных и применимых в накопителях энергии большой емкости аккумуляторов, которые быстро заряжаются.

Недавно исследователи из Передового технологического института Samsung (SAIT) и Школы химической и биологической инженерии Сеульского национального университета совместно разработали графеновое покрытие для литий-ионных аккумуляторов, чтобы повысить скорость зарядки в пять раз и увеличить емкость аккумулятора за счет его изготовления. На 45% больше энергии.

3D печать

3D-печать

зарекомендовала себя как отличное производственное решение для изготовления компонентов и деталей, которые содержат значительно меньше материала, чем другие сопоставимые детали, производимые традиционным способом.

Это связано с тем, что для создания изделия с помощью аддитивного производства можно использовать гораздо меньше материала и можно создавать чрезвычайно сложные геометрические формы, обладающие большой прочностью, несмотря на меньшую плотность используемого материала.

В частности, в аэрокосмической отрасли, но и во всем оборонном секторе, снижение веса имеет первостепенное значение для достижения высоких характеристик в таких аспектах, как скорость и грузоподъемность, а также в других элементах, таких как полезная нагрузка, расход топлива, выбросы, скорость и безопасность.Осознание этого заставляет аэрокосмическую и оборонную промышленность искать приложения для своих новейших продуктов, от каркасов сидений до воздуховодов.

Недавний пример этой тенденции — Airbus A350 XWB. Airbus заключил партнерское соглашение со Stratasys для производства более 1000 отдельных элементов 3D-печати для A350 XWB.

Используя чрезвычайно прочный термопласт под названием ULTEM 9085, Stratasys предоставляет свои машины для изготовления компонентов, которые являются прочными, совместимыми с FST (пламя, дым и токсичность) и имеют отличное соотношение прочности к весу.

Полимер, армированный волокном (FRP)

Композиты, армированные углеродным волокном (FRP), успешно используются в таких приложениях, как военные самолеты, беспилотные летательные аппараты (БПЛА), военно-морские корабли и оружие.

Эти материалы начали использоваться при изготовлении деталей самолетов, таких как фюзеляж, двери, крылья и хвостовое оперение, особенно из-за их легкого веса и прочности, и привлекают внимание авиакосмической промышленности.

В последнее время были достигнуты успехи в разработке армирующих полимеров из углеродного волокна с самовосстанавливающимися свойствами, которые предотвращают повреждения композитных материалов, что особенно важно при проектировании и сборке самолетов.

Поскольку углеродное волокно прочнее, жестче и легче стали, оно может помочь повысить топливную эффективность за счет меньшего веса. Действительно, поскольку углеродное волокно в десять раз прочнее обычной стали, но при этом его вес составляет всего четверть, ожидается, что композиты из углеродного волокна, используемые в качестве автомобильных компонентов, уменьшат вес автомобиля.

Потребители выигрывают от более легких транспортных средств с большей экономией топлива и всех преимуществ безопасности, присущих транспортным средствам большей массы.

Искусственный интеллект (AI)

Материаловедение также извлекает выгоду из ИИ / машин и активного обучения в исследованиях и образовании. Машинное обучение дает возможность по-новому взглянуть на материалы, обнаруживая новые закономерности и взаимосвязи в данных.

Например, для создания технологии следующего поколения исследователи из Исследовательской лаборатории ВВС США (AFRL) используют машинное обучение, искусственный интеллект и автономные системы для экспоненциального увеличения скорости открытия материалов и снижения стоимость технологии.

Платформы, такие как Autonomous Research System (ARES) AFRL, используют искусственный интеллект и машинное обучение для проведения автономных экспериментов, направленных на оптимизацию синтеза углеродных нанотрубок, которые обладают огромным потенциалом для энергетических технологий следующего поколения.

Робототехнические комплексы

Ожидается, что роботы нового поколения

предоставят производственным компаниям новые возможности для повышения их эффективности и решения таких проблем, как высокие затраты и наличие квалифицированных рабочих.

Ожидается, что в ближайшие годы роботы, работающие напрямую и в сотрудничестве с людьми в производственной среде, увеличат использование мягких роботов, которые используют пневматику вместо механической энергии, уменьшат потребность в энергии и повысят безопасность в целом.

Использование роботов в среде Индустрии 4.0, которая в значительной степени ориентирована на взаимосвязь, автоматизацию, машинное обучение и данные в реальном времени, все в большей степени приведет к концепции производства «выключи свет» или «темной фабрики», в которой действия материальные потоки обрабатываются полностью автоматически.

Легкие конструкции

Все аэрокосмические системы нуждаются в уменьшении веса для повышения топливной эффективности и снижения выбросов парниковых газов. Легкие материалы помогают увеличить дальность полета и полезную нагрузку самолетов и БЛА при одновременном снижении расхода топлива, что является ключом к снижению эксплуатационных расходов в долгосрочной перспективе.

Военные ищут новые высокопрочные и очень легкие материалы, которые могут быть интегрированы с основными конструкциями и могут защитить боевые машины от оружия будущего.

Более того, тенденция к разработке легких баллистических материалов является одним из основных факторов, подталкивающих оборонные ведомства к закупке средств индивидуальной защиты нового поколения.

Таким образом, страны сосредотачиваются на производстве лучших решений, таких как баллистические вставки, легкие нижние костюмы, боевые каски, противоминные ботинки и огнестойкая униформа, обеспечивающие комфорт и повышенную защиту наземных войск.

Это отредактированная выдержка из отчета Advanced Materials in Aerospace and Defense — Thematic Research , подготовленного GlobalData Thematic Research.

Связанный отчет

Загрузить полный отчет из хранилища отчетов GlobalData

Получить отчет

Последний отчет от Посетите GlobalData Store

Связанные компании

Темет

Системы защиты от взрыва и фильтрации CBRN для защиты военной инфраструктуры

Тривал Антене

Тактические, мобильные и переносные военные антенны и антенные мачты

Международная бронетанковая группа

Бронированные автомобили, бронированные машины скорой помощи, БТР, MRAP и средства подавления беспорядков для коммерческого и тактического применения

Связанные компании

Темет

Системы защиты от взрыва и фильтрации CBRN для защиты военной инфраструктуры

28 августа 2020

Тривал Антене

Тактические, мобильные и переносные военные антенны и антенные мачты

28 августа 2020

Международная бронетанковая группа

Бронированные автомобили, бронированные машины скорой помощи, БТР, MRAP и средства подавления беспорядков для коммерческого и тактического применения

28 августа 2020

.