Phát triển "cây nhân tạo" biến dao động trong môi trường thành điện năng

Các nhà khoa học muốn tạo ra một loại " cây nhân tạo" từ các thiết bị cơ khí và điện từ, có thể hấp thu động năng từ những rung động từ bên ngoài như gió, sóng biển, bước chân... và chuyển hóa thành năng lượng điện. Nếu thành công, đây sẽ là một công nghệ cực kỳ độc đáo và tiện lợi, cung cấp năng lượng sạch có thể tái tạo được cho con người trong tương lai.

Ý tưởng ở đây là tạo ra một thiết bị có thể hấp thu những lực ngẫu nhiên trong môi trường, từ bước chân của con người, một cơn gió mạnh,... và chuyển đổi thành điện năng, cung cấp cho các thiết bị cần thiết. Mới đây, các nhà khoa học tìm thấy một cấu trúc giống như cây xanh chế tạo từ vật liệu cơ điện có thể biến ý tưởng này trở thành hiện thực.

Ryan Harne, người dẫn đầu nghiên cứu nói trên tại Đại học bang Ohio cho biết "Những công trình xây dựng cũng có thể lắc lư nhẹ trong gió, những cây cầu cũng dao động khi có xe chạy trên đó và hệ thống treo trên xe hơi cũng nhận được lực từ mặt đường. Trong thực tế, có một lượng lớn động lượng sinh ra từ các chuyển động này bị mất đi. Chúng tôi muốn thu lấy và tái sử dụng lượng năng lượng này."

Để làm được điều này, đầu tiên nhóm nghiên cứu đã sử dụng mô hình toán học để tìm cách tạo ra một nguồn điện ổn định từ các dao động liên tục lẫn ngẫu nhiên. Cuối cùng, họ phát hiện rằng có thể sử dụng kỹ thuật gọi là cộng hưởng nội tại để "ép" cây nhân tạo dùng các thiết bị cơ khí và từ trường rung động với cường độ cao ở một tần số ổn định.

Để kiểm chứng giả thuyết này, họ đã chế ra một thiết bị giống như cây xanh từ 2 thanh sắt nhỏ (mô phỏng lại thân cây và nhánh cây). Sau đó, truyền cho nó một rung động nhẹ tới mức không thể thấy được nhưng kết quả cuối cùng, thiết bị này hoàn toàn có thể sản sinh ra dòng điện. Điều đó cho thấy giả thuyết ban đầu của họ là chính xác, thiết bị hoàn toàn có thể tạo ra dòng điện ổn định từ những rung động bên ngoài.

Thậm chí, khi thêm vào những dao động gây nhiễu khác thì thiết bị vẫn có thể tạo ra điện áp mạnh và ổn định. Sắp tới, họ tiếp tục phát triển nguyên mẫu đầu tiên nhằm kiểm chứng tính khả thi của một nguồn năng lượng tái tạo bền bỉ, lâu dài. Cụ thể, họ sẽ áp dụng công nghệ này trên những cây cầu, tòa nhà,... nhằm cung cấp năng lượng cho các cảm biến giám sát. Trong hình dung của nhóm nghiên cứu, họ cho rằng rồi đây sẽ có những cánh rừng cây nhân tạo, đón lấy gió và chuyển thành điện năng cung cấp cho con người thay vì dùng cánh quạt gió khổng lồ và cồng kềnh như hiện nay.