不断创新新材料的实验室

缅因州大学的高级结构和复合材料中心正在为该行业开发可能改变游戏规则的材料
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Dagher博士哈比卜建立了缅因州大学高级结构和复合材料中心1996年,他与一个紧密的团队合作,致力于利用生物基材料开发下一代复合材料。

现在,将近25年过去了,这个实验室和它的任务有了相当大的发展。

“今天,我们有240人在实验室工作,一个大约10万平方英尺的实验室空间,在任何时候都为100多个不同的项目工作,为全球500多个客户开发材料和结构,”Dagher说。

这些客户的需求涉及方方面面,从民用建筑,比如桥梁;能源结构,如风能和涡轮机支持(特别关注海上风能技术);造船甚至太空旅行,这些应用旨在帮助美国宇航局把人送上火星。

Dagher说:“主题是结构和材料,以及如何在所有这些不同的空间中有效地使用结构和材料。”

物质的变化

该实验室与来自所有这些不同行业的客户合作,帮助开发新的材料技术。“该实验室通过了ISO 17025认证,”Dagher说,“所以我们也为客户进行结构和材料测试。通常情况下,我们所做的任何事情都会自动被批准用于建筑法规的申请中。”

如果目前还没有一家公司可以使用实验室正在开发的一种新的复合材料,Dagher说他的团队将设法将其推向市场。

Dagher说:“我们已经有许多公司从实验室发展起来。”“我们的任务之一是发展经济。所以,当我们开发新技术时,我们要么授权一家现有的公司使用这项技术,要么推出一项新业务将其推向市场。如果一个全新的产品线不适合别人的业务,我们就会利用投资者,帮助它从零做起。”

这种多样化的客户群使得缅因大学开发了一系列令人震惊的复合材料。

“复合材料可以设计为最终用途的应用,”Dagher说,“所以你可以根据自己的需求定制材料。”这就是复合材料的优点——如果你愿意的话,它们是设计出来的材料。它可以是生物基复合材料,可以是合成树脂和纤维,也可以是生物基树脂和纤维。它可以是两者的组合。”

在各种应用中使用复合材料也有许多优点。

“总的来说,它们很轻,”Dagher说。“它们具有强度-刚度性能和强度-重量性能,这是非常有利的,所以与典型的建筑材料相比,你可以制造非常轻的结构。另一个优势是它们通常比传统材料系统更耐用。你可以将它们设计成超越传统材料的典型生命周期。”

环境友好型

Dagher说,除了在施工过程的积极阶段获益外,使用适当设计的复合材料实际上可以改变任何给定项目的整个环境状况,积极降低特定系统的生命周期成本和碳足迹。

Dagher说:“我们一直试图做的就是从摇篮到坟墓的观察。”“生物基材料的发展方向之一是使用可回收复合材料。”对生物材料的关注是实验室绿色能源和材料战略计划的一部分,这是一个为期十年的尝试,旨在减轻当代建筑实践中固有的环境挑战。

Dagher说:“我们在这里所做的是开发系统,减少建筑中的碳足迹,并为我们提供生物基材料,使其在使用结束时能够100%回收。”虽然典型的塑料是以石油为基础的,但Dagher和他的团队一直致力于开发热塑性塑料基复合材料和生物热塑性塑料,它们是可生物降解和可回收的。

三维设计

2019年10月10日,该实验室公布了其最新项目:全球最大的3D打印机GEM计划。bob體育该实验室表示,他们将使用3D打印机打印可回收塑料复合材料,这些材料可以在施工过程中以多种方式使用。

Dagher说:“混凝土模板就是一个例子。”“使用打印机创建非常先进的建筑形式,否则很难做出,创造一种独特的模板”。

一旦模板被使用,“我们会把它从你这里拿回来”,Dagher说。“我们要把它磨碎,再做一次。”这就改变了游戏中有更多创新的潜力,然后建筑项目生命周期结束时的浪费就会显著减少。”B0B体育平台下载

达格尔说,他的目标是继续为建筑行业所需的环境变化做出贡献,使其变得更加可持续。

Dagher说:“我们真的必须开始以完全不同的方式来思考我们如何建造东西。”“我们必须开始思考如何回收物品,以及在这些系统中我们有什么样的隐含能量。”我们需要建立较少以石油为基础的系统,以减少对全球气候的影响。”

由于其生物塑料3D打印机和广泛的清洁能源项目组合等倡议,缅因州大学的高级结构和复合材料中心继续引领这种方式。