写于 2018-11-20 06:03:03| 奇幻城国际唯一官网| 奇幻城
<p>每种新技术都需要考虑成本和环境影响,而这正是麻省理工学院环境良性制造研究小组所做的事情通过定期进行生命周期评估并从头到尾查看产品,包括生命的各个阶段,研究团队希望确保改善环境对于Tim Gutowski来说,先进制造业不仅是促进就业的机会,也是改善环境的机会Gutowski是麻省理工学院环境良性制造研究小组的负责人,研究小组研究环境成本和与传统制造相关的影响混凝土和钢材等材料,以及半导体,光伏和纳米材料等先进和新兴技术,如碳纳米管Gutowski集团花了十多年时间研究制造业的环境影响,通过生命周期分析,一个坚果汤计算产品的方法在整个生命周期中的环境成本:从提取原材料到为工业流程提供动力以制造产品,最后是与大规模消费产品相关的影响研究人员定期对传统行业(如汽车制造和生产)进行生命周期评估</p><p>木材生产这些行业已经存在了几十年,Gutowski说他们的制造工艺信息相对容易获得</p><p>然而,他说,很难计算出与尚未达到大规模生产点的新技术相关的环境成本“随着新流程的发展,我们不知道整个旅程会是什么样子,所以那里面临挑战,”Gutowski说“我不认为这是不可能的,现在开始考虑这个问题还为时尚早</p><p> “能量提升,例如,碳纳米管 - 碳分子片卷成圆柱体微小的空心管具有不寻常的光学,电学和机械性能;科学家们正在利用他们的力量和灵活性来应用,包括防弹服,超导电缆和人造骨骼和肌肉支架</p><p>大多数情况下,碳纳米管在实验室中显示出前景但Gutowski说研究人员需要弄清楚如何扩大技术的生产,如果它被广泛采用为了做到这一点,他说,需要知道大规模生产材料需要多少能源2010年,Gutowski的小组计算了碳纳米管生产的能源需求</p><p>有很多数据可供使用,因为该领域相对较新,而且很多信息都是专有的但是研究人员发现赖斯大学的一个小组发表的数据描述了用于处理纳米管的条件,包括流速,温度和压力范围利用热力学定律,Gutowski小组计算了每个步骤所需的最小能量在生产过程中“我们发现能源需求使碳纳米管成为地球上能源密集度最高的材料之一,”Gutowski说“它在黄金或铂金的范围内”他解释说,这种能源密集型价值主要是由于碳纳米管的低产量:很多气体需要在非常高的温度和压力下加工才能产生几微克的产品Gutowski观察到,自2010年研究以来的短时间内,研究人员已经经历了“非常快学习曲线,“提高纳米管的产量 - 和能源效率 - 重要的是微芯片与井盖有关仍然存在改进的空间,而不仅仅是碳纳米管的制造2009年,Gutowski的团队发现了制造新技术的过程,如半导体和太阳能电池板的效率远远低于井盖和汽车轮胎等传统产品的效率最后,该集团发现先进的工艺 - 例如气相沉积和蚀刻 - 每单位材料加工所需的能量比许多旧技术(如铸造和加工)要多,Gutowski还发现,新技术在制造过程中通常需要更多的步骤</p><p>不直接有助于制造产品 例如,在一个腔室中制造一批微芯片之后,制造商可以通过腔室运行气体以净化它用于下一批 - 这是一个能量密集的步骤,这大大增加了设备的能源成本“它似乎是不知何故,我们不能正确定价能源和材料,“Gutowski说,这一切都增加了相当复杂的图片</p><p>一方面,额外的能源密集型加工步骤可以产生更多的动力装置排放另一方面,更新的技术是以相对较低的产量制造,而不是制造传统材料如钢的规模几乎为了评估产品的总体环境影响,Gutowski说还需要看看他所谓的“使用阶段” - 消费者如何使用给定的产品例如,制造太阳能电池板需要大量的能量,而面板本身就能弥补这些能量,然后一些,一旦投入使用“你必须看一下pr从头到尾,包括生命的各个阶段,“Gutowski说”你可以从中得到什么进一步的好处</p><p>这可能超过了剑桥大学高级讲师朱利安·阿尔伍德所说的能量,他说,Gutowski制造环境影响的方法是“温和的怀疑论”,“蒂姆的工作具有巨大的完整性和对细节的关注,”Allwood说“当有人声称某些新方向可能会带来环境效益时,他的本能就是要仔细询问,结果他发表了一系列具有重要价值的论文......除非我们寻求这种更广泛的观点,否则我们很容易就会变得非常糟糕决策,整体环境影响恶化“来源:Jennifer Chu,麻省理工学院新闻办公室图片:

作者:吴盏