产需与技术探讨

【倍特专栏】未来发明全新汽车塑料重任真的由美国斯坦福大学胜任么?

2021-10-07 09:44:59 小编汇总 220

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销售联系人:高冬兰董事长

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   最近听说,美国斯坦福大学斥资130万美元希望重新发明塑料大家在准备美国硕士申请的时候,最重要的就是选择自己感兴趣的项目。最近几年,环保主题风靡全球,而技术和科研的前沿依然在美国。很多学校还特意成立新的学术部门或者学院,开展相关的研究项目。如果你对环境可持续性和能源研究感兴趣,一定要关注各高校相关的项目。今天我们要介绍的是斯坦福大学最新的三个项目。

   根据学校官网信息,今年,学校拿出130万美元的预算资助Precourt能源研究所和Woods环境研究所主导的三个新研究项目。这三个项目主要是围绕塑料,希望能可持续地制造和使用塑料。我们都知道塑料与能源和环境息息相关,但是大家的认知还是不够全面。大家普遍知道的是大多数塑料都不可生物降解,未回收的塑料就会作为废物,污染整个环境。实际上不仅是在使用后的回收问题导致污染,塑料的制造过程也消耗了很多能源。我们日常使用的所有塑料产品都主要来自原油。但是,用石油制造塑料比制造铁、钢、玻璃和纸消耗更多的能源。总体上,塑料在生产、回收和焚烧时会排放大量温室气体。

   这一次,斯坦福大学两个研究所和专注于气候和可持续性的新学院希望能研究重新发明塑料。主导项目的菲尔德教授表示:“塑料是现代生活的有用组成部分,但我们需要让它们更具可持续性。这个巨大的挑战需要一个整体的方法。”Precourt 究所所长崔毅表示,该研究所一直支持更可持续地产生和使用能源的研究,“我们正在开发的这个新项目和其他新研究项目将与斯坦福大学的其他实体合作,创建跨学科研究团队,以克服能源和环境方面的大型复杂挑战。”这一次,斯坦福的三个新研究项目将持续两年,每个项目每年的资金为20万至225千美元。下面我们来具体看看这三个项目:

   (1)     汽车工业使用塑料 

  这个项目重新构想了塑料汽车部件的制造,由于燃料效率和电气化的轻量化趋势,塑料汽车部件的使用越来越多。研究团队将利用由化学工程和转化医学教授约瑟夫·德西蒙(Joseph DeSimone)开发的称为“连续液体界面生产”的革命性3D打印新方法。通过使用全新的塑料材料,构建塑料汽车零件在使用寿命结束时设计、制造和回收的方法。研究人员希望创造循环的、增材的汽车制造以及新的回收工艺策略。

(2)动态聚合物网络

  另一个新项目旨在通过更深入地了解和控制聚合物,包括从分子到体积长度的设计和微观结构,解决塑料回收和升级回收(回收到更高价值的材料)方面的挑战。具体而言,研究人员将尝试建立由动态聚合物网络组成的新型塑料的动力学和宏观特性之间缺失的联系。DPN塑料的键合是可逆的,这种可逆性可以实现它们的升级循环并减少废物的产生。

(3)3D打印机制造引擎

  现在3D打印技术已经比较成熟,这个项目的目标是通过开发一种可重复使用的3D打印树脂来减少3D打印产生的塑料废物,该树脂可以在多次循环中打印、批量擦除和重新打印。这将通过由不同波长的光触发的正交聚合和解聚光化学实现。这 些化学过程将由纳米胶囊独特地实现,纳米胶囊由较长波长的低能量光触发。该项目的首席研究员丹(Dan Congreve)说:“3D打印市场正在以令人眼花缭乱的速度增长,但绝大多数材料在一次使用后就被丢弃,大多数材料只能通过使用昂贵的专业设备才能回收利用,使用这些纳米胶囊使我们能够获得新的回收方法,使这些材料可以多次回收利用”。另一位研究员丹尼尔(Danielle Mai)补充说,我们的目标是用回收树脂制作印刷品,其物理特性与新鲜树脂印刷品的物理特性相当。

   考虑到地球面临的气候和可持续性挑战的紧迫性,斯坦福大学调整和扩大其研究和教育资源,新建立了一所学院,主要专注于环境研究。新学院汇集并扩展了地球、能源与环境科学学院、两个研究所、霍普金斯海洋站的设施以及与斯坦福工程学院联合的土木与环境工程系。在新学院,通过研究生和跨学科项目,把来自斯坦福大学所有学校的教师聚集在一起,共同应对需要多种视角的挑战,例如寻找当前塑料使用的替代品。他们希望通过整个大学和外部合作伙伴的专业知识,共同创建和扩展针对可持续性挑战的政策和技术解决方案。


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