分享 新报告建议美国联邦重新投资化学工程以应对能源转型与医学进步和其他挑战

  • 2022-02-10 17:31:41
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美国国家科学院的一份新报告称,需要对美国化学工程进行新的投资,以保持全球领导地位并应对社会挑战——包括推动医学进步、推动能源转型以及使食品和水更安全、更可持续。工程和医学。

《化学工程新方向》展示了化学工程研究、创新和教育的未来愿景。在过去的一个世纪里,化学工程带来了一些进步,例如可用于医疗器械的稳定聚合物的发明、促成农业绿色革命的合成肥料的开发以及用于日常电子产品的材料的创造和生产.报告称,如果要继续取得进展,就需要新的投资、合作和教育实践。

“化学工程通常是解决我们面临的许多问题的核心,但为了使我们的领域保持全球领先地位并继续我们的创新步伐,我们需要重申对该领域的大力投资,”埃里克说凯斯西储大学校长兼撰写报告的委员会主席卡勒。“我们为研究投资和跨学科、跨部门合作的目标制定了详细的前进道路,以最大限度地提高化学工程在未来几十年对世界的影响和利益。”

“通过正确的投资和持续的创新精神,化学工程师将能够应对当今一些最紧迫的挑战——包括我们的经济脱碳、提高可持续性以及推进药物发现和药物制造过程,”该公司总裁约翰·安德森 (John Anderson) 说。美国国家工程院。

美国能源脱碳

化学工程将在美国经济脱碳和减缓气候变化方面发挥重要作用。化学工程师可以在能源价值链的每个部分实现技术进步,从能源的产生方式到我们的使用方式。该报告建议联邦研究资金集中于开发能够转向低碳能源的技术、使用很少或不使用碳的新技术以及具有成本效益的碳捕获和储存。跨部门合作应侧重于新能源技术的试点和示范项目。

投资于学生

该报告建议改变化学工程师的传统教育和培训方式。化学工程系应转变本科课程,让下一代工程师为迎接未来的挑战做好准备。应为研究生提供更多的体验式学习机会,大学和行业应努力消除研究生实习的障碍。

为了提高化学工程专业女性或有色人种学生的招聘和保留率,本科项目工程部门应建立有效的指导和支持结构,特别关注支持社区学院的转学生。研究生课程应考虑更改其录取标准,以消除这些代表性不足的群体的障碍,并应欢迎拥有相关学科学位的学生。

有针对性的和可获得

的医学报告还建议联邦对生物分子工程的研究投资集中在推进个性化医疗和开发工程方法以降低医疗保健成本并解决医疗保健中的公平和可及性问题。

对单克隆抗体和 mRNA 疗法等新医学疗法的需求将继续增长,化学工程师应与生命科学家合作,以降低成本并提高这些疗法的适用性。化学工程师为医学做出贡献的其他机会包括开发非侵入性或靶向给药方法——并将化学工程原理应用于癌症免疫疗法、疫苗设计以及传染病和自身免疫性疾病的治疗。

食品、水和空气

承认化学工程在导致环境污染方面所起的作用,报告称化学工程师可以帮助提高食品、水和空气的质量和可持续性。研究人员应开展合作,重点关注扩大农业和可持续性干预措施、推进食品保存和储存,并最终将农业和食品生产的影响降至最低。该报告建议联邦资助研究,以加强对水动力学和结构的理解,并推进可以从水中去除污染物的分离技术。化学工程师可以通过加深对气溶胶颗粒的了解来帮助改善空气质量。

制造业和循环经济

联邦研究经费应侧重于向循环经济过渡所必需的创新技术,在循环经济中,材料和资源在制造和生产中被重复使用或重新利用,而不是被完全消耗掉。此外,研究人员应合作开展试点和示范项目,作为从基于化石燃料的有机原料向更可持续的化学和材料制造原料过渡的一部分。

国际合作

报告指出,在所有研究领域内,化学工程师跨部门、跨学科和国际合作至关重要。应该拨出资金来支持这种合作,目标是将美国研究人员与其他国家的化学工程优势联系起来。

该研究由21 世纪化学工程委员会进行:挑战与机遇- 由美国能源部、科学办公室、生物和环境研究计划赞助;美国能源部,能源效率和可再生能源办公室,先进制造办公室;美国能源部化石能源和碳管理办公室。45 个学术部门、私营公司和专业组织提供了额外的财政捐助。完整列表可在此处获得。

美国国家科学院、工程院和医学院是私立的非营利机构,为国家提供独立、客观的分析和建议,以解决复杂的问题,并为与科学、技术和医学相关的公共政策决策提供信息。他们根据 1863 年由林肯总统签署的美国国家科学院的国会宪章运作。

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