Při cestě za návštěvami svých prarodičů ve venkovské Indii si Maanasa Mendu všimla něčeho, co se nestalo doma. Světla zhasla. Mnoho. Téměř každý den, v šest hodin, se síla vypnula, aby se rozdělila energie. Je to známý problém; často se používá termín „energetická krize“.
"Pro mě je to hrozné, protože nemám přístup k osvětlení nebo klimatizace, " říká. "Ale uvědomil jsem si, že pro téměř 1, 2 miliardy lidí na světě je tento typ temnoty pro ně realitou." A stále používají petrolejové osvětlení. “
Takže Mendu postavil prototyp zařízení pro shromažďování obnovitelné energie s názvem HARVEST, které napodobuje tvar stromu (i když mnohem menší) a používá piezoelektrické harvestory k zachycení energie z větru a deště.
Minulý týden byl Mendu, nyní devátý srovnávač v Masonu v Ohiu, jmenován vítězem, z devíti dalších finalistů, soutěže Young Scientist Challenge 2016, národní vědecké soutěže pro stupně 5-8, která přichází s cenou 25 000 $.
Pokud to zní trochu jako reality show, může to být proto, že ho hostil 3M ve spolupráci s Discovery Education.
"Myslím, že to opravdu zosobňuje to kouzlo, které se stane, když mladým lidem poskytnete příležitosti, aby své nápady skutečně uvedly do praxe, " uvedla Lori McFarlingová, senior viceprezidentka společnosti Discovery Education, která pomáhá při řešení této výzvy.
Nejde jen o oslavu dítěte, které má skvělý vědecký veletrh. Maanasovo zařízení vykazuje skutečné inovace. Je určen nejen k vyřešení problému v reálném světě, ale také k tomu, aby byl užitečný a přizpůsobitelný tam, kde k němu dojde. Jako finalistka v soutěži, Mendu vzala její zařízení přes čtyři měsíce přísného testování a zdokonalení s pomocí mentora od 3M, vedoucí vývoje produktu Margaux Mitera.
Mendu pracovala s piezoelektrickými materiály - těmi, které vyrábějí elektřinu z mechanické energie - několik let a vstupovala do svých vědeckých veletrhů 7. i 8. třídy s piezoelektrickými projekty. Všimla si, že způsob, jakým stonky listů houpaly na stromech, byl podobný druhu flex, který poháněl piezoelektrické harvestory. Postavila tak falešný strom, malou strukturu s piezoelektrickými stonky a listy z polystyrenu a natočila vstupní video pro soutěž Young Scientist.
Mendu mluví rychle a používá mnoho technických termínů. Absolvovala pokročilé kurzy v oblasti vědy a matematiky a dělá mimoškolní aktivity jako Science Olympiad. Jde na střední školy, aby tam provedla experimenty a demonstrace.
Soutěž mladých vědců však byla mnohem hlouběji a náročnější. Přes léto strávila dvě až tři hodiny denně učením o obnovitelných zdrojích, elektrotechnice, prototypování a další.
"Má všechny tyto skvělé nápady a tuto vášeň a touhu po tom všem, " říká mentorka Mitera. "Mohl bych jí pomoci, když jí pomohl vyprávět její příběh o tom, jak je lepší, odlišnější nebo jak překračuje to, co dnes existují některé z obnovitelných zdrojů energie."
Struktura poskytuje plastová láhev na vodu a tři křídla z ní vyčnívají. Napodobují listy na stromě, vibrují ve větru nebo dešti a pohánějí piezoelektriku. (Výzkum Discovery Education 3M Young Scientist Challenge) Po projednání praktických požadavků na obnovitelný zdroj energie se Mendu rozhodl integrovat do zařízení flexibilní solární články. Teď to vypadá jako raketa. Struktura poskytuje plastová láhev na vodu a tři křídla z ní vyčnívají. Napodobují listy na stromě, vibrují ve větru nebo dešti a pohánějí piezoelektriku. Nyní jsou však listy vyrobeny ze solární fólie, organické fotovoltaiky od 3M, kterou Mendu zapojil do stejného okruhu pro zvýšení proudu. Piezoelektrika jsou dobrým zdrojem napětí, ale nabízejí jen malý proud a fotovoltaika to může doplnit. Piezoelektrické harvestory se aktivují v dešti a větru, sluneční fólie na slunci. Zařízení může viset téměř kdekoli a Mendu úspěšně nabil iPhone 5 a napájel 15 W žárovku LED.
Listy jsou v tomto případě mnohem důležitější než kmen. Mendu říká, že malé struktury by mohly být umístěny jednotlivě, jako modulární, přizpůsobitelné listové přílohy, na budovy nebo jiné struktury.
Listy jsou vyrobeny ze solární fólie, organické fotovoltaiky od 3M, kterou Mendu zapojil do stejného okruhu pro zvýšení proudu. Piezoelektrika jsou dobrým zdrojem napětí, ale nabízejí jen malý proud a fotovoltaika to může doplnit. (Výzkum Discovery Education 3M Young Scientist Challenge) "Opravdu chci vidět její aplikaci na možná povrch budov v městských oblastech za účelem integrace získávání zelené energie do našeho městského prostředí nebo ve venkovských oblastech k napájení lokalizovaného zdroje energie v mimořádných situacích nebo v rozvojových zemích, " říká.
Možná se pak dostane k některým ze svých dalších projektů - odsolovací systém pro čištění vody s reverzní osmózou nebo piezoelektrická sklízecí zařízení umístěná v pneumatikách.
"V našem světě je tolik problémů, " říká. "Jestli se jen na to podíváš, budeš mít tolik nápadů."
