3 Minutės
Įsivaizduokite palapinę, kuri įkrauna jūsų telefoną, kol joje žingsniuojate. Tyli, be skydelių ar kuro. Ji nepakeis didelių elektros sistemų, tačiau gali paversti kasdienį judesį, pavyzdžiui vėją, žingsnius ar audinio plasnojimą, į panaudojamą elektros energiją.
Tyrėjai tą idėją įdiegė veikiančiame prototipe, naudodami magnetoelastines medžiagas: audinius, kurie keičia magnetinę būseną, kai jie sulenkiami, tempiami arba vibracija paveikiami. Šis magnetizmo pokytis per elektromagnetinę indukciją paverčiamas elektros srove. Pagrindinė idėja nėra nauja; italų fizikas Emilio Villari pastebėjo efektą jau 1865 m. Nauja yra tai, kad ta fizika įsiūta į lengvą, lanksčią pastogę.
Palapinės apvalkalas atlieka dvigubą funkciją: ir pastogę, ir energijos rinktuvą. Grindų juostelės iš magnetoelastinių juostelių fiksuoja slėgį nuo sėdėjimo ir vaikščiojimo. Stogo sluoksniai derina magnetoelastines plokštes su laidžiomis skaidulomis, pritaikytomis pasigauti energiją iš gūsių ir aplinkos virpesių. Net nedidelis audinio įtempimas, kai žmogus įstato stiebą arba patraukia kuolą, prisideda prie energijos gamybos.
Laboratoriniai bandymai parodė nedidelius, bet reikšmingus rezultatus. Vienas paprastas bakstelėjimas mėginio plokštelę įkrovė 0,22 mikrofarado kondensatorių iki 5,8 volto maždaug per 1,5 sekundės. Tai trumpas, kiekybiškai įvertinamas energijos impulsas, sukauptas iš vieno mechaninio smūgio. Išplatinus medžiagą per visą palapinę, kartotiniai smūgiai, žingsniai ir vėjo sukeliami virpesiai susijungia ir duoda daugiau energijos.
Ką tai reiškia praktikoje? Humanitarinėms grupėms, stovyklaujantiems ir tyrėjams, dirbantiems be tinklo, nereguliari mažos galios gamyba gali būti lemiama. Pastovus srovės lašėjimas gali maitinti LED apšvietimą, įkrauti radijo įrenginius, tiekti aplinkos stebėjimo jutiklius arba palaikyti mažos galios ryšį be kuro nešiojimo ar sunkių baterijų. Skirtingai nei saulės skydeliai, magnetoelastinės medžiagos veikia tamsoje, pavėsyje ir debesuotomis dienomis, bet kur, kur palapinė lankstosi.
Žinoma, yra kompromisų. Sistema negali konkuruoti su ant stogo montuojamomis saulės elektrinėmis pagal galingumą. Tačiau ji išsprendžia kai kurias praktines problemas: nereikia gabenti degaus kuro, nereikia fiksuoti kampo saulės atžvilgiu, ir nėra papildomo svorio, atitinkančio kelių dešimčių ličio baterijų masę. Jos stiprybė yra paskirstyta, pasyvi gamyba, susieta su įprastiniais žmogaus ir aplinkos judesiais.
Dizainas yra netikėtai pragmatiškas. Sluoksniai turi būti patvarūs, lankstūs ir atsparūs oro sąlygoms, tuo pačiu išlaikant magnetinį jautrumą. Laidžiosios skaidulos nukreipia indukuotas sroves į mažus saugojimo elementus ir maitinimo lizdus. Medžiagos turi ištverti pasikartojantį lankstymą ir trinimą; lauko pastogė nėra laboratorijos mėginys. Inžinieriai dirba ties siuvimo, laminavimo ir jungčių sprendimais, kurie padaro konstrukciją tvirta ir prižiūrimą.
Už palapinių ribų šis konceptas nurodo platesnę idėją: audiniai kaip aktyvios sistemos. Drabužiai, kuprinės ir laikinos konstrukcijos galėtų tapti mažos galios mikrotinklais. Tai būtų minkšta infrastruktūra, kuri išgauna energiją iš kasdienio naudojimo. Toks matymas kelia gamybos ir tvarumo klausimų, bet taip pat atveria naujas dizaino galimybes stichinių nelaimių pagalbai ir gyvenimui atokiose vietovėse.
Tyrimas paskelbtas žurnale Matter, kur komanda nurodo tiek našumo rodiklius, tiek praktinius prototipus. Tai ankstyvos stadijos darbas, bet kryptis aiški: energija nebūtinai turi kilti iš centralizuoto generavimo ar saulės. Kartais ji slepiasi mažuose, pakartotiniuose kasdienio gyvenimo judesiuose.
Įdomu? Kitą kartą, kai palapinės uždangalas plasnos nuo gūsio, pagalvokite, kad judesys gali daryti daugiau nei tik kelti triukšmą.
Palikti komentarą
Komentarai
Komentarų dar nėra. Būkite pirmas.