Meghana Bollimpalli: Remaja Arkansas Membantu Mencipta Supercapacitor Kos Rendah

Musim panas sebelum dia memasuki kelas kelapan, Meghana Bollimpalli melawat keluarga di India, dengan perjalanan bersama datuknya politikus kepada masyarakat luar bandar dan menyaksikan kehidupan yang berbeza di sana berbanding rumahnya di Little Rock, Arkansas. Pada masa itu, dia tidak tahu bahawa pengalaman akan menjadikannya di jalan untuk bekerja pada supercapacitor yang boleh didapati yang mendapat penghormatan tertinggi di pameran sains negara pada 2018. Dia hanya mahu membantu.

"Orang dalam komuniti ini perlu berjalan empat batu setiap pagi untuk mendapatkan air yang tidak bersih," kata Bollimpalli, kini seorang senior sekolah di Little Rock Central High School, memberitahu Songsang. "Melihat ini, dan melihat semua masalah kesihatan yang datang dari penyakit air, saya sangat terpengaruh oleh itu. Saya rasa saya selalu tahu bahawa tidak semua orang di dunia mempunyai akses kepada air bersih, tetapi saya tidak tahu betapa buruk itu sehingga saya benar-benar melihatnya."

Dia terus membuat penapis air murah yang diperbuat daripada serbuk gergaji, alasan kopi, dan terra cotta yang diagihkan di kalangan masyarakat luar bandar di India - usaha beliau untuk membantu beberapa 163 juta orang India yang tidak mempunyai akses kepada air yang selamat. "Melihat itu, saya suka, 'Oh tuhan saya, saya sebenarnya melakukan sesuatu yang sangat memberi kesan kepada kehidupan seseorang,'" katanya.

Kini, lima tahun kemudian, beliau meneruskan misi beliau untuk menangani isu-isu saintifik dengan penyelesaian yang boleh dilaksanakan secara ekonomi dengan menerapkan kepintarannya kepada supercapacitors, alat-alat elektronik kecil yang sangat mahal, yang menyimpan sejumlah besar tenaga elektrik dan berpotensi membuat kesan tenaga bersih yang besar. ("Setiap tahun, saya hanya memilih topik yang berbeza dalam sains alam sekitar untuk melakukan penyelidikan," katanya.) Projeknya - versi yang jauh lebih murah dan inventif dari peranti mahal - tempat kedua yang dijamin dan anugerah Young Scientist di Intel Pameran Sains dan Kejuruteraan Antarabangsa pada Oktober 2018.

Kepada Bollimpalli, sambungan antara supercapacitors dan kehidupan orang biasa adalah jelas. Keupayaan simpanan tenaga terhad adalah salah satu halangan utama yang menghalang orang daripada menggunakan sumber tenaga alternatif yang lebih meluas seperti tenaga suria dan angin. Sekiranya para saintis dapat mencari cara yang lebih murah dan mudah untuk menyimpan tenaga yang dihasilkan oleh sumber yang boleh diperbaharui, maka dunia akan mempunyai jalan yang lebih jelas untuk mengadopsi tenaga bukan petroleum.

Walau bagaimanapun, ketika dia belajar, supercapacitors adalah tidak murah.

"Untuk benar-benar mendapatkan supercapacitor untuk bekerja, ia memerlukan elektrod, dan elektrod ini beribu-ribu ringgit kerana ia diperbuat daripada barangan seperti platinum, paladium, emas, dan berlian," kata Bollimpalli. "Jadi melihatnya, dan melihat bagaimana ia terpakai, saya ingin mencari jalan untuk memotong kos elektrod untuk menjadikan supercapacitors lebih sesuai dan merevolusikan aplikasi mereka dalam industri tenaga."

Dalam mencari orang yang bekerja di supercapacitors yang lebih murah, dia mendapati dirinya dalam makmal Noureen Siraj, Ph.D., penolong profesor kimia di University of Arkansas, Little Rock. Salah seorang pelajar Siraj, Samantha Macchi, telah mengusahakan projek tersebut selama kira-kira satu setengah tahun, memikirkan cara membuat elektrod supercapacitor dari bahan-bahan biasa seperti daun teh yang digunakan, molases, dan ketuhar gelombang mikro dapur asas - permulaan yang rendah untuk peranti berteknologi tinggi. Siraj dan Macchi membawa Bollimpalli ke projek itu untuk belajar tentang kerja, yang kemudiannya dibentangkan di ISEF. Sementara itu, Macchi dan Siraj menerbitkan kajian yang dihasilkan pada bulan Januari dalam jurnal Kimia Pilih.

Bollimpalli pada mulanya ditugaskan untuk projek yang berlainan di makmal, tetapi ketika ia mengetahui tentang kerja pada supercapacitors, dia diminta untuk beralih tugas. Siraj, yang biasanya mempunyai pelajar sekolah menengah belajar tentang kerja pasukannya, dengan cepat memaksa.

"Dia cepat belajar semua protokol, dan dia sebenarnya dapat menerangkan. Beliau membawa pemahaman yang hilang dalam banyak pelajar sekolah menengah, "kata Siraj Songsang. "Dia benar-benar baik menyerap maklumat." Mereka bekerja bersama-sama dengan gigih untuk membantu Bollimpalli mencantikkan persembahan yang akan diberikannya pada ISEF.

"Dia berlatih dengan saya begitu banyak kali, dan saya tahu bahawa dia memahami bahan itu," kata Siraj.

Walaupun dia tahu sejak dia kembali dari musim panas di India, Bollimpalli meninggalkan makmal Siraj dan pengalaman ISEF dengan pemahaman yang lebih mendalam tentang bagaimana ahli sains harus berfikir jika mereka mahu mengubah dunia menjadi lebih baik.

"Ini adalah sambungan yang saya dikenali melalui penyelidikan saya," katanya. "Setiap kali anda melakukan penyelidikan, anda perlu memastikan bahawa penyelidikan anda boleh dilaksanakan secara saintifik dan boleh dilaksanakan secara ekonomi kerana jika produk yang anda buat atau mereka bentuk tidak murah, tiada siapa akan menggunakannya. Ia harus menjadi sebahagian daripada ekonomi yang sudah ada."

Melangkah ke hadapan, Bollimpalli berharap dapat membawa pemahamannya tentang realiti ekonomi sains ke pendidikan tinggi dan seterusnya. Beliau telah diterima di Washington University di St. Louis, di mana dia merancang untuk berganda dua dalam bidang kimia dan ekonomi alam sekitar. Selepas kolej, dia berkata dia mahu mencari pekerjaan yang membolehkannya meneruskan sains yang menangani realiti ekonomi.

"Saya sangat berminat mencari jalan untuk menyambungkan ekonomi dan sains."