มีพลังงานในต้นไม้ที่ไหว

ลองจินตนาการถึงป่าต้นไม้ที่ไหวในสายลม ทีนี้ลองจินตนาการว่าคุณสามารถจับพลังงานนั้นและใช้มันให้เป็นประโยชน์ - พูดเพื่อป้องกันการล่มสลายของสะพาน

นั่นคือสิ่งที่ Ryan Harne นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยโอไฮโอสเตทพยายามทำ เรียงกันของ เขาสร้างเครื่องจักรเล็ก ๆ ที่เลียนแบบคุณสมบัติเชิงโครงสร้างของต้นไม้ซึ่งช่วยให้พลังงานสามารถจับภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นและแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า

อะไรคือเครื่องกำเนิดต้นไม้เล็ก ๆ ที่ดี? ลองจินตนาการถึงสิ่งนี้: ทั่วทุกมุมโลกอาคารสะพานและเครื่องบินติดตั้งเซ็นเซอร์เพื่อวัดการสั่นสะเทือนซึ่งจะส่งสัญญาณหากโครงสร้างเสื่อมสภาพและเสี่ยงต่อการล่มสลาย

“ สิ่งเหล่านี้แพร่กระจายอย่างรวดเร็วหลังจากเกิดภัยพิบัติทางโครงสร้างขนาดใหญ่เช่นสะพานพังทลาย” Harne กล่าว ผกผัน.

เซ็นเซอร์เหล่านี้ไม่ได้ใช้พลังงานมากนัก แต่ถ่ายกันการใช้พลังงานของเซ็นเซอร์ค่อนข้างใหญ่ วันนี้พวกเขาใช้แบตเตอรี่แบบใช้แล้วทิ้งซึ่งส่วนใหญ่สิ้นเปลืองและเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม

“ หลอดไฟนั่นคือขอให้ลองและเพิ่มพลังเซ็นเซอร์โดยใช้การสั่นสะเทือนที่พวกเขากำลังเฝ้าติดตามอยู่จริงๆ” Harne กล่าว เป็นคำถามที่นักวิจัยทำงานมาเป็นเวลาประมาณ 25 ปี

และนั่นคือที่ต้นไม้เข้ามาต้นไม้มีคุณสมบัติเชิงโครงสร้างที่น่าสนใจอย่างมากที่ควบคุมวิธีการที่พวกเขาตอบสนองต่อสภาพลมแรง

ปรากฎว่าพวกมันแสดงปรากฏการณ์แปลก ๆ ที่เรียกว่าเสียงสะท้อนภายใน: กิ่งก้านเล็ก ๆ ที่ด้านนอกของต้นไม้สั่นอย่างรวดเร็วในสายลมและพลังงานนี้จะถูกถ่ายโอนไปยังการแกว่งในระยะยาวในกิ่งที่ใหญ่กว่าและในลำต้น ด้วยวิธีนี้พลังงานจะลดลงและต้นไม้สามารถทนต่อความรุนแรงมากขึ้น

“ มีหลักฐานที่ดีจากนักพฤกษศาสตร์ว่าต้นไม้ใช้การกระจายความถี่ที่น่าทึ่งจริง ๆ บางอย่างที่พวกมันสั่นไหวและช่วยในการรวมพลังงานเพื่อการทำให้ชื้น” Harne กล่าว

เขาสงสัยว่าเขาสามารถควบคุมหลักการเดียวกันนี้ไปสู่อีกด้านหนึ่งได้หรือไม่ - จับพลังงาน เขาสร้างโครงสร้างแบบต้นไม้ที่เรียบง่ายจากเหล็ก: "ลำต้นหกนิ้ว" ที่มี "กิ่งไม้" สามนิ้วติดอยู่ที่มุม 90 องศา โครงสร้างได้รับการติดตั้งแถบวัสดุแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งทำหน้าที่แปลงพลังงานการสั่นสะเทือนเป็นไฟฟ้า

จากนั้นเขาก็ติดต้นไม้เล็ก ๆ ของเขาเข้ากับอุปกรณ์ที่สั่นไปมาด้วยความถี่สูง ในตอนแรกดูเหมือนจะไม่ได้ทำอะไรมากมายแม้ว่าจะมีการลงทะเบียนกิจกรรมไฟฟ้า

แต่เมื่อเขาฉีด "เสียง" เข้าสู่ระบบ - การสุ่มของรูปแบบการสั่นสะเทือนที่อาจเลียนแบบลมหรือแผ่นดินไหว - ระบบมาถึงจุดเปลี่ยนและความผันผวนของความถี่ที่สูงขึ้นของสาขาถูกถ่ายโอนไปเป็นระยะเวลานาน และความผันผวนของแอมพลิจูดขนาดใหญ่กว่าในลำต้นของต้นไม้ สิ่งที่เป็นระเบียบเกี่ยวกับเรื่องนี้คือการสั่นสะเทือนเหล่านั้นจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่าไรระบบจะเพิ่มแรงดันเอาท์พุทเป็นสองเท่าหลังจากเสียงสะท้อนภายในเริ่มทำงาน

การทดลองพิสูจน์ศักยภาพของเซ็นเซอร์สั่นสะเทือนที่ให้กำลังตัวเอง แต่ฮาร์นกล่าวว่าเป็นเรื่องยากที่จะทำลายความสนใจจากอุตสาหกรรมในโลกที่ยึดติดกับเทคโนโลยีที่ใช้แล้วทิ้ง

“ เมื่อไหร่ที่ฉันเห็นมันกำลังออนไลน์? เราอาจต้องการความต้องการเพื่อความยั่งยืนที่มากขึ้น ฉันไม่แน่ใจว่าสิ่งนั้นเป็นที่ต้องการอย่างมากในสังคมของเรา "เขากล่าว

Harne ไม่ได้เป็นเพียงคนเดียวที่พยายามจะทำการตลาดศักยภาพของการสั่นสะเทือน บริษัท หนึ่งเสนอเครื่องกำเนิดพลังงานลมที่แกว่งไปมาแทนที่จะหมุนเพื่อลดเสียงรบกวนและเป็นอันตรายต่อสัตว์ป่า พลังงานคลื่นมหาสมุทรซึ่งอาจสร้างกระแสไฟฟ้าจำนวนมหาศาลทำงานบนหลักการเดียวกัน