您現(xiàn)在的位置是:首頁 >要聞 > 2020-12-21 16:40:34 來源:
科學家設計模仿樹木的發(fā)電機
錢不是在樹上生長的,但是有一天可能會用電。
愛荷華州立大學的科學家們建造了一種模仿楊木樹枝和樹葉的裝置,當人造葉在風中搖曳時會發(fā)電。
負責該設備設計的遺傳學,發(fā)育與細胞生物學副教授Michael McCloskey表示,該概念不會取代風力渦輪機,但該技術可能會為將風能轉化為電能的小型且視覺上不引人注目的機器產(chǎn)生利基市場。 。
McCloskey最近在他的ISU實驗室中說:“這里可能的優(yōu)點是美觀且規(guī)模較小,這可能允許離網(wǎng)能源收集。” “我們著手回答一個問題,即是否可以從看起來像植物的東西中獲得有用的電力。答案是'可能',但是這個想法需要進一步發(fā)展。”
麥克洛斯基說,在某些城市位置(例如拉斯維加斯)的手機塔被偽裝成樹木,并配以樹葉,只能改善塔的美學吸引力。他說,利用這些葉子的能量可以增強它們的功能。
在本月發(fā)表在同行評審的學術期刊《PLOS ONE》上的一篇論文中,ISU研究團隊深入研究了仿生世界,即使用人工手段模仿自然過程。該概念激發(fā)了接觸諸如計算機科學,制造和納米技術等領域的新方法。
很多人不太可能將麥克洛斯基(McCloskey)實驗室中的原型誤認為是一棵真正的樹。該設備具有一個金屬格架,從該格架上懸掛了十二個以三角葉形的塑料瓣。
愛荷華州立大學的副科學家柯蒂斯·莫舍(Curtis Mosher)也是該論文的合著者,他說,從研究人員建造的原型到具有成千上萬的葉子的令人信服的人造樹,這并不是很大的飛躍,每棵葉子都產(chǎn)生電風力。
Mosher說:“這絕對是可行的,但是訣竅是在不影響效率的情況下完成它。” “更多的工作是必要的,但是有可用的途徑。”
葉莖內(nèi)側的小塊特殊塑料條在通過移動空氣彎曲時釋放電荷。這樣的過程被稱為壓電效應。對楊木樹葉進行建模是因為它們的扁平莖桿迫使葉片以規(guī)則的模式振蕩,從而優(yōu)化了柔性壓電條產(chǎn)生的能量。
遺傳,發(fā)展和細胞生物學教授埃里克·亨德森(Eric Henderson)也是該研究小組的成員,他設想了仿生樹木將為家用電器提供動力的未來。
亨德森說,這種仿生技術對于那些希望能夠產(chǎn)生有限量的風能而又不需要高大而笨拙的塔或渦輪機的人來說,可能會成為一個市場。
但是麥克洛斯基說,實現(xiàn)視覺現(xiàn)實意味著找到一種機械-電氣轉換的替代方法,或者是一種將風能轉化為可用電的方案。ISU實驗采用的壓電方法未達到該技術在市場上競爭所需要的效率。
亨德森說,壓電是一個顯而易見的起點,因為材料廣泛可用。但是,下一步將需要一種新方法。
其他轉換方法(例如摩擦電)或通過不同材料之間的摩擦產(chǎn)生電荷的工作效率相似,并且可以為自主傳感器供電。但是,麥克洛斯基說,要生產(chǎn)出一種實用的設備,將需要更高的效率和進一步的研究。