Gli istituti partner dello Stato NC rafforzano l'industria manifatturiera statunitense
Data di pubblicazione:Una forte industria manifatturiera negli Stati Uniti porta a posti di lavoro stabili, aumento del prodotto interno lordo, catene di approvvigionamento sane e un esercito sicuro. Riconoscendo la necessità degli Stati Uniti di competere in un mercato manifatturiero globale, nel 2014 il Congresso ha istituito la Rete nazionale per l'innovazione manifatturiera. Conosciuta come Produzione negli Stati Uniti, questa rete riunisce partner accademici, industriali e governativi per sviluppare la tecnologia di produzione in diverse aree.
La NC State University, una potenza nella ricerca e nell'innovazione, è uno dei principali partner di Manufacturing USA. Abbiamo fatto parte di sette istituti di produzione: solo un'altra istituzione accademica ha collaborato con così tanti.
Disponiamo di una vasta base di conoscenze, dimostrata dall'ampiezza dei settori in cui siamo coinvolti: distribuzione di energia, tessile, bioproduzione e tecnologia di produzione. La nostra vasta infrastruttura di ricerca rafforza la nostra competenza; Stato NC Campus del Centenario ospita laboratori, centri e strutture fondamentali all'avanguardia. Con queste risorse, NC State svolge un ruolo chiave nel rafforzamento delle capacità produttive statunitensi.
Ecco come stiamo sviluppando la produzione americana, settore per settore.
Distribuzione dell'energia
PowerAmerica sta inaugurando la prossima generazione di elettrificazione efficiente collaborando con i suoi 82 membri per accelerare la commercializzazione dei chip semiconduttori di potenza e dell’elettronica che essi consentono. È l'unico istituto Manufacturing USA gestito da un partner accademico: NC State.
I chip semiconduttori vengono utilizzati in numerosi modi, inclusi veicoli, data center, elettronica di consumo, elettrodomestici e sistemi di difesa militare. Il lavoro di PowerAmerica si concentra su efficienti chip semiconduttori ad ampio gap di banda, che supportano tensioni, frequenze e temperature più elevate rispetto a quelle dei materiali semiconduttori tradizionali. Per potenziare la ricerca e lo sviluppo dei semiconduttori negli Stati Uniti, il CHIPS e legge sulla scienza è stato firmato nel 2022.
PowerAmerica ha già apportato progressi nella tecnologia dei semiconduttori. In qualità di istituzione principale, NC State consente a PowerAmerica di sviluppare progetti di ricerca, amministrare proposte e sostenere le sue decine di membri.
"PowerAmerica è un centro nazionale al servizio del Paese", ha affermato Vittorio Veliadis, direttore esecutivo di PowerAmerica e professore di ingegneria elettrica dello stato della Carolina del Nord. “Il lavoro che svolgiamo nella fabbricazione dei chip ha avuto successo: non lasciano le nostre coste e non hanno bisogno di essere riportati a terra”.
Offriamo risorse predisposte per supportare PowerAmerica. Il futuro centro di ricerca di ingegneria dei sistemi per la fornitura e la gestione dell'energia elettrica rinnovabile (FREEDM)., basato sul Centennial Campus, guida altre università nazionali nel miglioramento della sicurezza e della sostenibilità delle reti elettriche. E sotto la guida amministrativa di NC State, PowerAmerica è un istituto di produzione autosufficiente finanziato e a favore dei suoi membri.
"Quando gestisci un grande programma e ottieni buoni risultati, il governo dice: 'Se vieni nello stato della Carolina del Nord, avrai successo'", ha detto Veliadis.
Bioproduzione
L’industria della bioproduzione utilizza cellule di organismi viventi per realizzare prodotti che altri processi non possono realizzare o per sostituire processi non sostenibili. Si tratta di un settore vitale soprattutto nella Carolina del Nord: dozzine di aziende di bioproduzione hanno costruito sedi nell'area del Triangolo della ricerca. Essendo l'università STEM più importante della Carolina del Nord, NC State svolge un ruolo chiave nella costruzione della prossima generazione di leader della bioproduzione.
Abbiamo le infrastrutture per far crescere una potente industria bioproduttiva a livello statale e nazionale. IL Centro di formazione e istruzione sulla bioproduzione Golden LEAF (BTEC), situato nel Centennial Campus, offre opportunità di formazione e sviluppa professionisti qualificati per la forza lavoro del settore. Il Programma Biotecnologie (BIT) studia il lato molecolare della biotecnologia e il Centro di ingegneria genetica e società (GES) esamina le implicazioni sociali dell'ingegneria genetica utilizzata nella bioproduzione. Insieme, queste unità offrono un approccio dinamico e interdisciplinare per supportare i nostri istituti di bioproduzione.
IL Istituto Nazionale per l'Innovazione nella Produzione Biofarmaceutica (NIIMBL), utilizza la tecnologia della bioproduzione per creare medicinali e vaccini. Il suo obiettivo è scoprire e implementare nuove tecnologie che renderanno i prodotti farmaceutici più sicuri, più disponibili in tutto il mondo e più efficienti da produrre. In qualità di partner, NC State ha lavorato a progetti con vaccini mRNA, vettori di virus adeno-associati, proteine della cellula ospite e altro ancora. NIIMBL sviluppa e conduce inoltre opportunità di formazione della forza lavoro.
"Dal punto di vista del consumatore, speriamo che questi farmaci biologici, che attualmente sono molto costosi e difficili da mantenere, siano più accessibili in tutto il mondo", ha affermato Ruben Carbonell, stratega tecnologico senior del NIIMBL e Frank Hawkins Kenan illustre professore di ingegneria chimica e biomolecolare. “Si spera che questa ricerca renderà anche le aziende statunitensi più redditizie e competitive”.
L'Istituto BioMADE lavora per far crescere la bioproduzione industriale sviluppando nuove tecnologie, rafforzando una forza lavoro preparata e creando opportunità economiche. In qualità di partner BioMADE, NC State sta sviluppando un corso online completo per studenti e professionisti. Il corso tratterà i fondamenti dei processi di bioproduzione ed esaminerà lo stato attuale e futuro delle bioindustrie.
“Spero che BioMADE possa contribuire a creare una maggiore consapevolezza della bioproduzione industriale”, ha affermato Gary Gilleskie, direttore esecutivo di BTEC. "È un settore in crescita, offre molti vantaggi rispetto alla produzione mediante sintesi chimica ed è un settore molto importante per la nostra area geografica."
Il nostro terzo partner è il Istituto di produzione rigenerativa avanzata, che utilizza la biotecnologia per creare tessuti umani e animali. Presso l'NC State i ricercatori hanno esaminato come valutare la qualità dei tessuti durante il processo di produzione. Hanno creato un'interfaccia software e un bioreattore per coltivare i tessuti e monitorarli man mano che maturavano.
Il progetto si è concluso nel 2021, ma la nostra ricerca gioca un ruolo importante nell’intero processo di bioproduzione.
"Ciò dimostra la diversità dei progetti nel settore manifatturiero", ha affermato Rohan Shirwaiker, professore e studioso universitario presso il Dipartimento di ingegneria industriale e dei sistemi dello Stato NC. “Di solito si pensa a prodotti e processi fisici, ma il monitoraggio della qualità è al centro della produzione”.
Tecnologia tessile
I tessuti sono sempre più intrisi di tecnologia, sia che si tratti di proteggere i membri del servizio militare o di monitorare la frequenza cardiaca durante l'esercizio. Come membro di Tessuti funzionali avanzati d'America (AFFOA), NC State combina la ricerca con lo sviluppo della forza lavoro per promuovere questo progresso.
Il Wilson College of Textiles è già leader nella ricerca e nella produzione tessile americana. Essendo il principale hub mondiale per l'istruzione, la ricerca e l'innovazione nel settore tessile, il college ha lasciato il segno nel settore, sia preparando i laureati per il settore sia conducendo ricerca e innovazione all'avanguardia.
"L'industria tessile si fida di noi e sa che possiamo offrire risultati", ha affermato Xiangwu Zhang, il preside associato per la ricerca del college.
L'unità di estensione del college, Zeis Textiles Extension for Economic Development, sostiene l'industria formando i dipendenti tessili e producendo prototipi a base tessile. La collaborazione con AFFOA fa un ulteriore passo avanti per promuovere la capacità dell'industria tessile statunitense di incorporare tessuti avanzati e dispositivi intelligenti nei prodotti attraverso programmi di formazione e ricerca innovativi. La facoltà del Wilson College of Textiles collabora anche con AFFOA per sviluppare tessuti funzionali e sistemi basati su tessuti di prossima generazione.
Ci sono due principali investitori nei tessuti avanzati, ha detto Zhang: i militari e i consumatori esperti di esercizio fisico. Presso NC State, i ricercatori lavorano per migliorare molte caratteristiche dei materiali per migliorarne le prestazioni e la funzionalità, come la gestione dell'umidità per i giubbotti antiproiettile. Gli indumenti protettivi non lasciano uscire facilmente l'umidità, il che è scomodo per i membri del servizio militare che li indossano. I ricercatori stanno inoltre studiando come integrare e testare fibre e filati funzionali nei tessuti su larga scala per varie applicazioni.
"Conosciamo i tessuti alla perfezione", ha detto Zhang.
Processo di produzione
La produzione avanzata è intrecciata nella storia della Carolina del Nord; lo stato ha guidato le industrie manifatturiere come il tessile, i mobili e l’elettronica. Lo Smart Manufacturing utilizza tecnologie come la robotica, sistemi di sensori avanzati e big data per ottimizzare la produzione. Questo tipo avanzato di produzione non solo migliora l’efficienza, ma consente anche alle operazioni di rispondere alle circostanze in evoluzione.
NC State è partner di due istituti correlati. IL Istituto per l’innovazione nella produzione intelligente dell’energia pulita (CESMII) sviluppa tecnologie come sensori intelligenti in grado di ridurre le spese energetiche nella produzione avanzata. Rapidi progressi nell'implementazione dell'intensificazione dei processi (RAPID) migliora l'efficienza nelle industrie di processo sviluppando una tecnologia modulare di intensificazione dei processi chimici, che prevede approcci come la combinazione di tipi di fasi di produzione o l'utilizzo di processi specifici del sito solo nella quantità necessaria invece di spedire grandi quantità di materiali da una località remota, impianto di maggiori dimensioni.
L'università ha l'esperienza, le infrastrutture e le competenze per sviluppare tecnologie di produzione intelligente nella Carolina del Nord.
"Le forze intellettuali di NC State sono una parte importante del nostro coinvolgimento", ha affermato Phil Westmoreland, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica e Biomolecolare. “Abbiamo una solida esperienza nel settore manifatturiero qui nella Carolina del Nord, ora supportata dalla nostra esperienza universitaria in polimeri, prodotti farmaceutici e biocarburanti. NC State ha anche l'eredità di produrre laureati pronti per l'industria, in particolare dai nostri dipartimenti di ingegneria.
In qualità di partner CESMII e RAPID, NC State unisce le sue competenze nella ricerca accademica e nel know-how produttivo. Il Nonwovens Institute, il Centro per la produzione additiva e la logistica e il corso di laurea in Scienze e ingegneria della carta integrano già il mondo accademico e quello manifatturiero in diversi settori.
"Lo stato di NC ha da tempo un'attività di collegamento industriale", ha detto Westmoreland. "Le estensioni agricole e industriali di NC State sono state una parte fondamentale del DNA dell'università."
Fonte articolo originale: Notizie sullo stato della Carolina del Nord