”Gjord på beställning, ”En fras som började med serviceindustrin, är nu avgörande för tillverkningens framtid. Tillverkningsproduktionen har nyligen vuxit i sin snabbaste takt på mer än ett decennium, skapa mer ekonomiskt värde per spenderad dollar än någon annan sektor. Att lägga till denna ökning är anpassning-möjligheten att snabbt och effektivt göra vad du vill när du vill ha det. Snabb, effektiv anpassning blir verklighet för högteknologiska ingenjörer, studenter och "maker" -entusiaster. Upphovsman:NBC Learn, U.S. Patent and Varumärkeskontor, och National Science Foundation
Det råder ingen brist på idéer om hur man använder nanoteknik, men ett av de stora hindren är hur man tillverkar några av de nya produkterna i stor skala. Med stöd från National Science Foundation (NSF), University of Massachusetts (UMass) Amherst kemiska ingenjör Jim Watkins och hans team arbetar för att göra nanoteknik mer praktiskt för industriell skala.
Ett av de projekt de arbetar med vid NSF Center for Hierarchical Manufacturing (CHM) är en roll-to-roll-process för nanoteknik som liknar det som används i traditionell tillverkning. De utformar också en process för att tillverka utskrivbara beläggningar som förbättrar solpanelers sätt att absorbera och direkt ljus. De undersöker till och med användningen av självmonterande nanoskala-produkter som kan ha applikationer för många branscher.
"Ny nanoteknik kan inte påverka den amerikanska ekonomin förrän praktiska metoder finns tillgängliga för att producera produkter, använder dem i stora volymer, till låg kostnad. CHM forskar om de grundläggande vetenskapliga och tekniska hinder som hindrar sådan kommersialisering, och innovativ ny teknik för att övervinna dessa hinder, "konstaterar Bruce Kramer, senior rådgivare vid NSF Engineering Directorate Division of Civil, Mekanisk och tillverkande innovation (CMMI), som finansierade forskningen.
"NSF Center for Hierarchical Manufacturing utvecklar plattformsteknologi för ekonomisk tillverkning av nästa generations enheter och system för applikationer inom datorer, elektronik, energiomvandling, resursskydd och människors hälsa, "förklarar Khershed Cooper, en CMMI -programdirektör.
"Centret skapar tillverkningsverktyg som möjliggör mångsidiga och högfrekventa kontinuerliga processer för tillverkning av nanostrukturer som systematiskt integreras i strukturer av högre ordning med hjälp av bottom-up och top-down-tekniker, "Cooper säger." Till exempel, CHM designar och bygger kontinuerligt, roll-to-roll nanofabrication system som kan skriva ut, i hög volym, 3D-nanostrukturer och flerskiktade nanodonheter med upplösning under 100 nanometer, och i processen, förverkliga hybridelektroniska-optiskt-mekaniska nanosystem. "
Under 2012, NSFarvade 55,5 miljoner dollar till universitetskonsortier för att inrätta tre nya forskningscentra (ERC) för att främja tvärvetenskaplig nanosystemforskning och utbildning i samarbete med industrin. Under de närmaste fem åren, dessa Nanosystems ERC:er, eller NERCS, förväntas främja kunskap och skapa innovationer som tar upp viktiga samhällsfrågor, såsom människors hälsa och miljökonsekvenser av nanoteknik. På samma gång, de kommer att främja den amerikanska industrins konkurrenskraft. Centren är:NSF Nanosystems Engineering Research Center for Advanced Self-Powered Systems of Integrated Sensors and Technology (ASSIST), ledd av North Carolina State University; NSF Nanosystems Engineering Research Center for Nanoman Manufacturing Systems for Mobile Computing and Mobile Energy Technologies (NASCENT), ledd av University of Texas i Austin; och NSF Nanosystems Engineering Research Center for Translational Applications of Nanoscale Multiferroic Systems (TANMS), ledd av University of California Los Angeles. När det gäller de särskilda forskningsområdena, varje NERC kommer att innehålla de samhälleliga och miljömässiga konsekvenserna av de nanoaktiverade vetenskapliga och tekniska genombrotten. Upphovsman:Illustrerad av Narayanan Ramanan, North Carolina State University
