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2024 年夏季 记录热度 给从公路到铁路的交通基础设施带来了问题。 纽约第三大道大桥向哈莱姆河上的船舶开放， 卡了几个小时 它的金属在高温下膨胀并且无法闭合。一些州的道路在炎热的日子里发生了弯曲，其中包括 华盛顿 和 威斯康星州. 。美铁警告乘客，在纽约和新泽西之间全天停运前几个小时，要为与高温相关的问题做好准备；高温期间电力线和铁轨面临的风险是 延误的根源越来越多 对于火车系统。 日益恶化的高温袭击了美国，这无济于事。已经陷入困境的基础设施系统。 美国土木工程师学会给了美国在 2021 年发布的最新国家基础设施报告卡中，基础设施总体评级为 C-。虽然已经有了一些改进——大约 占美国的 7.5%桥梁 与十年前超过 12% 相比，状况很差——许多桥梁都在老化，难以维护。百分之四十 道路系统的 被认为状况不佳或平庸，并且 维护成本大幅增加. 纽约市第三大道大桥的金属在高温下膨胀，导致大桥无法关闭，消防队员试图给大桥降温。即使是相对年轻的桥梁（这座于 2004 年部分重建的桥梁）也可能在高温下举步维艰。 桥梁或道路的老化速度不仅取决于所使用的材料和施工方法，还取决于结构使用寿命期间的气候。尤其是极...

可充电电池非常适合存储能量和为从智能手机到电动汽车的电子设备供电。然而，在寒冷的环境中，它们可能更难以充电，甚至可能着火。 我是一名机械工程教授，从大学起就对电池感兴趣。我现在领导一个 电池研究组 在德雷塞尔大学。 在过去的十年里，我看了 锂离子电池价格下降 作为生产市场 已经变得更大了. 。未来预测预测市场可能达到 到 2030 年每年数千吉瓦时, ，显着增加。 但是，锂离子电池并不完美——这种增长也伴随着风险，例如它们在寒冷天气下会变慢，甚至着火。 锂离子电池背后 这 电化学储能 电池内部通过储存电力来工作 以离子形式. 。离子是具有非零电荷的原子，因为它们具有太多或不足的电子。 当您插入电动汽车或手机时，插座提供的电力 驱动这些离子 从电池的正极到负极。电极是电池中可以储存离子的固体材料，所有电池都有正极和负极。 电子以电力的形式穿过电池。随着每个电子传递到一个电极，锂离子也传递到同一电极。这确保了电池中的电荷平衡。当您驾驶汽车时，负极中存储的离子会移回正极，由此产生的电流为电机提供动力。 当锂离子电池向设备提供能量时，锂离子（携带电荷的原子）从负极（...

当飓风奥蒂斯于 10 月 12 日以 5 级强风暴袭击阿卡普尔科时，阿卡普尔科并没有做好准备。2023 年 25 日。如此短的通知 风暴迅速加剧 太平洋上空的风并不是唯一的问题——这座墨西哥度假城市的建筑的设计无法承受奥蒂斯每小时 165 英里的风速。 虽然阿卡普尔科的海滨高层建筑是为了承受 该地区发生强烈地震, ，他们有一个弱点。 由于强大的飓风 阿卡普尔科罕见, 墨西哥的 建筑规范没有要求 他们的外部材料能够承受极端的风。事实上，这些材料通常保持轻质，以帮助满足地震建筑标准。 奥蒂斯的强风刮掉了外墙，打碎了窗户，使卧室和办公室暴露在风雨之中。风暴 夺去了数十人的生命 并造成 数十亿美元的损失. 10 月 10 日奥蒂斯飓风袭击前，阿卡普尔科海滩上有一座价值 1.3 亿美元的豪华公寓楼。2023 年 25 日。 Hamid Arabzadeh，博士，工程硕士 奥蒂斯飓风过后的同一座阿卡普尔科公寓楼。 Hamid Arabzadeh，博士，工程硕士 三十多年来，我一直致力于增强抗灾能力的工程策略，最近写了一本书，“灾...

数亿吨 每年都有 10% 的一次性塑料最终进入垃圾填埋场，即使是一小部分被回收的塑料也无法永远使用。但我们的材料科学家小组开发了一种新的方法来制造和解构聚合物，这种方法可以生产更容易回收的塑料——不需要你在垃圾日仔细分类所有回收的塑料。 自诞生以来的一个世纪里，人们已经开始了解塑料对人类生活和环境的巨大影响（有益的和有害的）。作为一个 聚合物科学家小组 我们致力于为现实世界的问题发明可持续的解决方案，通过重新思考聚合物的设计方式和制造具有可回收性的塑料来解决这个问题。 无论如何，为什么要使用塑料？ 牛奶罐、杂货袋、外卖容器甚至绳子等日常用品都是由一类材料制成的 称为聚烯烃的聚合物. 。聚烯烃组成周围 塑料的一半 每年都会产生和处置。 这些聚合物用于塑料中，通常标记为 HDPE、LLDPE 或 PP，或分别标记为回收代码 #2、#4 和 #5。这些塑料非常耐用，因为 化学键 组成它们的物质极其稳定。但在一个一次性消费的世界中，这不再是一个设计特征，而是一个设计缺陷。 想象一下，如果今天使用的一半塑料可以通过两倍于现在的工艺进行回收。虽然这并不能让回收率达到 100%，但只是个位数的跃升 – 目前约为9% – 达到两位数将对塑料的...

人们不仅需要保持凉爽，尤其是在夏季 破纪录的热浪. 。许多机器，包括手机、数据中心、汽车和飞机，在使用过程中效率会降低并且退化得更快。 极热. 。机器也会产生自己的热量，这会使周围的温度变得更高。 我们是 工程研究人员 谁学习 机器如何管理热量以及有效回收和再利用浪费的热量的方法。极端高温对机器的影响有多种方式。 没有一台机器是完全高效的——所有机器在运行过程中都会面临一些内部摩擦。这种摩擦会导致机器散发一些热量，因此外面越热，机器就会越热。 手机 和类似的设备 锂离子电池 当在 95 华氏度（35 摄氏度）以上的气候条件下运行时，也会停止工作 - 这是为了避免过热和增加电子设备的压力。 采用创新的冷却设计 相变流体 可以帮助机器保持凉爽，但在大多数情况下热量最终仍会消散到空气中。因此，空气越热，让机器保持足够凉爽以使其高效运行就越困难。 另外，机器距离越近，周围区域散发的热量就越多。 变形材料 由于天气或机械辐射的多余热量而产生的较高温度可能会导致机械中的材料变形。要理解这一点，请考虑温度在分子水平上的含义。 在 分子尺度, ，温度是分子振动程度的度量。因此，天气越热，构成从空气到地面到机械材料的分子...