Terdapat Tenaga di Pohon Berayun

Bayangkan hutan pokok, bergoyang dalam angin. Sekarang bayangkan anda boleh menangkap tenaga itu dan menggunakannya untuk kebaikan - katakan, untuk mencegah keruntuhan maut jambatan.

Itulah yang Ryan Harne, seorang penyelidik di Ohio State University, sedang berusaha. Nah, semacamnya. Dia membina mesin kecil yang menyerupai sifat-sifat struktur pokok, yang membolehkan tenaga ditangkap dengan lebih cekap dan diubah menjadi tenaga elektrik.

Apakah penjana pokok kecil yang bagus? Bayangkan ini: Di ​​seluruh dunia, bangunan, jambatan, dan kapal terbang dilengkapi dengan sensor untuk mengukur getaran, yang memberi isyarat jika struktur semakin merosot dan berisiko runtuh.

"Ini telah berkembang biak selepas beberapa malapetaka struktur besar, seperti jambatan runtuh," kata Harne Songsang.

Secara individu, sensor ini tidak menggunakan banyak tenaga, tetapi diambil bersama, penggunaan kuasa mereka agak besar. Hari ini, mereka bergantung terutamanya bateri pakai buang, yang membazir dan membahayakan alam sekitar.

"Bola lampu itu, hei, mari kita cuba dan kuasa sensor menggunakan getaran yang sebenarnya mereka pemantauan," kata Harne. Persoalannya ialah penyelidik selama 25 tahun.

Dan di sinilah pokok-pokok masuk. Pokok mempunyai sifat-sifat struktural yang sangat menarik yang mengatur bagaimana mereka bertindak balas terhadap keadaan berangin.

Ternyata mereka mempamerkan fenomena aneh ini yang disebut resonans dalaman: Cabang yang lebih kecil di luar pohon berayun dengan cepat di angin, dan tenaga ini dipindahkan ke ayunan yang lebih lama dalam cabang yang lebih besar dan di batangnya. Dengan cara ini, tenaga itu hilang dan pokok itu dapat bertahan lebih kuat.

"Hanya ada bukti yang benar-benar baik dari ahli botani bahawa pokok-pokok menggunakan beberapa pengedaran yang sangat luar biasa mengenai kekerapan mereka yang mereka berayun, dan itu membantu untuk menyatukan tenaga untuk tujuan meredam," kata Harne.

Dia tertanya-tanya apakah dia boleh memanfaatkan prinsip yang sama ke arah lain - menangkap tenaga. Dia membina struktur pokok seperti sederhana dari keluli: sebuah "batang" enam inci dengan satu "cabang" tiga inci yang dilampirkan pada sudut 90 darjah. Struktur ini dilengkapi dengan bahan elektromagnetik, yang berfungsi untuk mengubah tenaga getaran menjadi tenaga elektrik.

Kemudian dia melampirkan pokok kecilnya ke peranti yang menggegarkannya dengan frekuensi tinggi. Pada mulanya, ia tidak kelihatan berbuat banyak, walaupun beberapa aktiviti elektrik didaftarkan.

Tetapi apabila dia menyuntik beberapa "bunyi" ke dalam sistem - rawak pola getaran yang mungkin meniru gelombang angin atau gempa bumi - sistem mencapai titik tip, dan kekerapan frekuensi yang lebih tinggi cawangan dipindahkan ke tempoh yang lebih lama, dan ayunan amplitud yang lebih besar di batang pokok. Apa yang lebih baik tentang itu adalah bagaimana lebih banyak getaran yang ditukar kepada elektrik - sistem lebih daripada dua kali ganda output voltannya selepas resonans dalaman dicetuskan.

Percubaan membuktikan potensi sensor getaran yang menguatkan diri. Tetapi Harne mengatakan bahawa ia adalah sukar untuk menaikkan minat dari industri dalam dunia yang sangat melekat pada teknologi pakai buang.

"Bilakah saya melihatnya datang dalam talian? Kita mungkin memerlukan permintaan yang lebih tinggi untuk kemampanan diri. Saya tidak pasti itu seperti yang dituntut dalam masyarakat kita, "katanya.

Harne bukan satu-satunya yang cuba mengkomersilkan potensi daya getaran. Satu syarikat telah mencadangkan penjana kuasa angin yang berayun bukannya berputar, sebagai satu cara untuk mengurangkan bunyi bising dan bahaya kepada hidupan liar. Kuasa gelombang lautan, yang berpotensi menjana sejumlah besar tenaga elektrik, beroperasi dengan prinsip yang sama.