나무가 흔들리는 데 에너지가있다.

산들 바람에 흔들리는 나무 숲을 상상해보십시오. 이제 다리의 치명적인 붕괴를 방지하기 위해 그 에너지를 포착하여이를 잘 활용할 수 있다고 상상해보십시오.

그것이 오하이오 주립 대학의 연구원 인 Ryan Harne가하려고하는 것입니다. 음, 일종의. 그는 나무의 구조적 특성을 모방 한 작은 기계를 만들어 에너지를보다 효율적으로 포착하고 전기로 변환 할 수 있습니다.

작은 나무 발전기는 무엇에 좋은가요? 상상해보십시오. 전 세계의 건물, 교량 및 비행기에는 진동을 측정하는 센서가 장착되어 있으며 구조가 악화되고 붕괴 될 위험이있는 경우이를 알립니다.

"다리가 무너지는 것과 같은 큰 구조적 재앙이 여러 번 일어난 후에 이들이 번성하고 있습니다."라고 Harne는 말합니다 역.

개별적으로,이 센서는 많은 에너지를 사용하지는 않지만 함께 모이면 전력 소비가 상당히 큽니다. 오늘날, 그들은 주로 낭비적이고 환경에 해로운 일회용 배터리에 의존합니다.

"전구는 실제로 모니터링하는 진동을 사용하여 센서에 전원을 공급하고 사용하도록합시다."라고 Harne는 말합니다. 연구가들이 약 25 년 동안 연구해온 문제입니다.

나무가 들어오는 곳입니다. 나무는 바람이 많이 부는 조건에 어떻게 반응 하는지를 조절하는 흥미로운 구조적 특성을 가지고 있습니다.

내부 공명이라고 불리는이 이상한 현상이 나타납니다. 나무 바깥쪽에있는 작은 가지가 바람 속에서 빠르게 진동하고,이 에너지는 큰 가지와 몸통에서 더 긴주기의 진동으로 전달됩니다. 이런 식으로 에너지가 낭비되고 나무는 더 폭력적인 돌풍을 견딜 수 있습니다.

"나무가 진동하는 주파수의 정말 놀라운 분포를 사용하고 습지 목적으로 에너지를 통합하는 데 도움이된다는 식물 학자들의 실제적인 증거가 있습니다"라고 Harne는 말합니다.

그는 에너지를 포착하는 또 다른 목적으로 동일한 원리를 활용할 수 있는지 궁금해했습니다. 그는 강철로 된 단순한 나무와 같은 구조를 만들었습니다. 즉, 90도 각도로 부착 된 3 인치 "지류"가있는 6 인치 "트렁크"입니다. 구조물에는 진동 에너지를 전기로 변환시키는 역할을하는 전자기 재료의 스트립이 장착되어있었습니다.

그런 다음 작은 나무를 높은 주파수로 앞뒤로 흔들리는 장치에 연결했습니다. 처음에는 많은 전기적 활동이 등록되었지만 많은 일을하지는 않았다.

그러나 바람이나 지진을 모방 할 수있는 진동 패턴을 무작위로 추출하여 시스템에 약간의 "노이즈"를 주입하면 시스템이 티핑 포인트에 도달하고 더 높은 주파수의 진동이 더 긴 기간으로 전달됩니다, 트리의 트렁크에서 더 큰 진폭 진동. 무엇에 관해서는 그 진동이 훨씬 더 효율적으로 전기로 변환되는 것입니다. 내부 공진이 트리거 된 후 시스템이 전압 출력을 두 배 이상 향상 시켰습니다.

이 실험은 스스로 진동하는 진동 센서의 잠재력을 입증합니다. 그러나 Harne는 일회용 기술에 너무나 밀착 된 세상에서 업계의 관심을 끌어 모으는 것은 어렵다고 말합니다.

"온라인에서 언제 볼 수 있습니까? 우리는 아마도 자급 자족에 대한 더 큰 요구를 요구할 것입니다. 그것이 우리 사회에서 풍성하게 요구되는 것인지 확신 할 수 없습니다. "라고 그는 말합니다.

Harne는 진동의 잠재력을 상품화하려는 유일한 회사는 아닙니다. 한 회사는 소음을 줄이고 야생 동물에게 피해를주는 방법으로 방적 대신 진동하는 풍력 발전기를 제안했습니다. 잠재적으로 엄청난 양의 전기를 발생시킬 수있는 해양 파 전력은 동일한 원칙에 따라 운영됩니다.