"Hecho a la medida, ”Una frase que comenzó con la industria de servicios, ahora es vital para el futuro de la fabricación. La producción manufacturera ha crecido recientemente a su ritmo más rápido en más de una década, creando más valor económico por dólar gastado que cualquier otro sector. A este aumento se suma la personalización:la capacidad de hacer de manera rápida y eficiente lo que desea cuando lo desea. Rápido, la personalización eficiente se está convirtiendo en una realidad para los ingenieros de alta tecnología, estudiantes y entusiastas del "creador". Crédito:NBC Learn, Oficina de Patentes y Marcas de EE. UU., y la Fundación Nacional de Ciencias
No faltan ideas sobre cómo utilizar la nanotecnología, pero uno de los mayores obstáculos es cómo fabricar algunos de los nuevos productos a gran escala. Con el apoyo de la National Science Foundation (NSF), El ingeniero químico de la Universidad de Massachusetts (UMass) Amherst, Jim Watkins, y su equipo están trabajando para hacer que la nanotecnología sea más práctica para la fabricación a escala industrial.
Uno de los proyectos en los que están trabajando en el NSF Center for Hierarchical Manufacturing (CHM) es un proceso de rollo a rollo para la nanotecnología que es similar al que se utiliza en la fabricación tradicional. También están diseñando un proceso para fabricar recubrimientos imprimibles que mejoran la forma en que los paneles solares absorben y dirigen la luz. Incluso están investigando el uso de productos a nanoescala autoensamblados que podrían tener aplicaciones para muchas industrias.
"Las nuevas nanotecnologías no pueden afectar la economía de los EE. UU. Hasta que se disponga de métodos prácticos para producir productos, usándolos en grandes volúmenes, a bajo costo. CHM está investigando las barreras científicas y de ingeniería fundamentales que impiden dicha comercialización, e innovando nuevas tecnologías para superar esas barreras, "señala Bruce Kramer, asesor senior en la División de Civil de la Dirección de Ingeniería de NSF, Innovación mecánica y de fabricación (CMMI), que financió la investigación.
"El NSF Center for Hierarchical Manufacturing está desarrollando tecnologías de plataforma para la fabricación económica de dispositivos y sistemas de próxima generación para aplicaciones en informática, electrónica, conversión de energía, conservación de recursos y salud humana, "explica Khershed Cooper, un director de programa de CMMI.
"El centro crea herramientas de fabricación que permiten procesos continuos versátiles y de alta velocidad para la fabricación de nanoestructuras que se integran sistemáticamente en estructuras de orden superior utilizando técnicas ascendentes y descendentes, "Cooper dice". Por ejemplo, CHM está diseñando y construyendo continuamente, sistemas de nanofabricación rollo a rollo que pueden imprimir, en gran volumen, Nanoestructuras 3-D y nanodispositivos multicapa con una resolución de menos de 100 nanómetros, y en el proceso, realizar nanosistemas híbridos electrónico-óptico-mecánicos ".
En 2012, NSF otorgó $ 55.5 millones a consorcios universitarios para establecer tres nuevos Centros de Investigación en Ingeniería (ERC) para promover la investigación y educación interdisciplinarias de nanosistemas en asociación con la industria. Durante los próximos cinco años, estos ERC de Nanosistemas, o NERCS, se espera que promuevan el conocimiento y creen innovaciones que aborden problemas sociales importantes, como las implicaciones de la nanotecnología para la salud humana y el medio ambiente. Al mismo tiempo, impulsarán la competitividad de la industria estadounidense. Los centros son:el NSF Nanosystems Engineering Research Center for Advanced Self-Powered Systems of Integrated Sensors and Technology (ASSIST), dirigido por la Universidad Estatal de Carolina del Norte; el Centro de Investigación de Ingeniería de Nanosistemas de NSF para Sistemas de Nanofabricación para Computación Móvil y Tecnologías de Energía Móvil (NASCENT), dirigido por la Universidad de Texas en Austin; y el Centro de Investigación de Ingeniería de Nanosistemas de NSF para Aplicaciones Traslacionales de Sistemas Multiferroicos a Nanoescala (TANMS), dirigido por la Universidad de California en Los Ángeles. Según corresponda a las áreas particulares de investigación, cada NERC incluirá las implicaciones sociales y medioambientales de los avances científicos y tecnológicos nano-habilitados. Crédito:Ilustrado por Narayanan Ramanan, Universidad Estatal de Carolina del Norte
