Σε ένα ταξίδι για να επισκεφτεί τους παππούδες της στην αγροτική Ινδία, ο Maanasa Mendu παρατήρησε κάτι που δεν συνέβη πίσω στο σπίτι. Τα φώτα έσβησαν. Πολύ. Σχεδόν κάθε μέρα, στις έξι, η δύναμη θα αποκοπεί, σε μια προσπάθεια διανομής της εξουσίας. Είναι ένα πολύ γνωστό θέμα εκεί. ο όρος "ενεργειακή κρίση" χρησιμοποιείται συχνά.
"Για μένα, είναι τρομερό, αφού δεν έχω πρόσβαση σε φωτισμό ή κλιματισμό", λέει. "Αλλά συνειδητοποίησα ότι για σχεδόν 1, 2 δισεκατομμύρια ανθρώπους στον κόσμο αυτό το είδος σκοταδιού είναι μια πραγματικότητα γι 'αυτούς. Και εξακολουθούν να χρησιμοποιούν φωτισμό κηροζίνης. "
Έτσι, ο Mendu δημιούργησε ένα πρωτότυπο σύστημα ανανεώσιμης ενέργειας που ονομάζεται HARVEST, το οποίο μιμείται το σχήμα ενός δέντρου (αν και πολύ μικρότερο) και χρησιμοποιεί πιεζοηλεκτρικούς συσσωρευτές ενέργειας για τη σύλληψη ισχύος από τον άνεμο και τη βροχή.
Την περασμένη εβδομάδα, ο Mendu, ο οποίος είναι τώρα ο 9ος βαθμός στο Mason του Οχάιο, ονομάστηκε νικητής, από εννέα άλλους φιναλίστ, του 2016 Young Scientist Challenge, ενός εθνικού διαγωνισμού επιστήμης για τους βαθμούς 5-8 με έπαθλο $ 25.000.
Αν αυτό ακούγεται λίγο σαν μια πραγματική εκπομπή, αυτό μπορεί να οφείλεται στο γεγονός ότι φιλοξενήθηκε από την 3M σε συνεργασία με την Discovery Education.
"Νομίζω ότι αυτό πραγματικά προσωποποιεί τη μαγεία που συμβαίνει όταν προσφέρετε ευκαιρίες στους νέους να εφαρμόσουν πραγματικά τις ιδέες τους στην πράξη", λέει ο Lori McFarling, ανώτερος αντιπρόεδρος της Discovery Education που βοηθάει στην αντιμετώπιση της πρόκλησης.
Αυτό δεν είναι μόνο για τον εορτασμό ενός παιδιού που έχει ένα σπουδαίο έργο επιστήμης δίκαιο. Η συσκευή της Maanasa δείχνει πραγματική καινοτομία. Έχει σχεδιαστεί όχι μόνο για την επίλυση ενός πραγματικού προβλήματος αλλά και για να είναι χρήσιμη και προσαρμόσιμη σε περίπτωση εμφάνισης του προβλήματος. Ως τελικός στο διαγωνισμό, η Mendu πήρε τη συσκευή της μέσα από τέσσερις μήνες αυστηρών δοκιμών και βελτίωσης με τη βοήθεια ενός μέντορα από την 3M, ανώτερο μηχανικό ανάπτυξης προϊόντων Margaux Mitera.
Ο Mendu συνεργάζονταν με πιεζοηλεκτρικά υλικά - εκείνα που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια από μηχανική ενέργεια - για μερικά χρόνια, εισερχόμενοι τόσο στις εκθέσεις 7ο και 8ης τάξης με πιεζοηλεκτρικά έργα. Παρατήρησε ότι ο τρόπος με τον οποίο οι μίσχοι των φύλλων μπήκαν στα δέντρα ήταν παρόμοιοι με το είδος του flex που οδηγεί πιεζοηλεκτρικούς θεριστές. Δημιούργησε ένα ψεύτικο δέντρο, μια μικρή δομή με πιεζοηλεκτρικούς μίσχους και φύλλα στυροπτέρυγας και έκανε ένα βίντεο εισόδου για τον διαγωνισμό Young Scientist.
Ο Mendu μιλάει γρήγορα και χρησιμοποιεί πολλούς τεχνικούς όρους. Παίρνει προχωρημένα μαθήματα στην επιστήμη και τα μαθηματικά, και κάνει εξωσχολικά σαν την Επιστήμη Ολυμπιάδα. Πηγαίνει στα μεσαία σχολεία για να κάνει πειράματα και διαδηλώσεις για τους μαθητές εκεί.
Αλλά ο διαγωνισμός Young Scientist ήταν πολύ πιο σε βάθος και πρόκληση. Πέρασε δύο με τρεις ώρες την ημέρα, το καλοκαίρι, μαθαίνοντας για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, την ηλεκτρολογία, τα πρωτότυπα και πολλά άλλα.
"Έχει όλες αυτές τις υπέροχες ιδέες, και αυτό το πάθος και την προσπάθεια να κάνει όλα αυτά τα πράγματα", λέει ο μέντορας Mitera. "Αυτό που θα μπορούσα να την βοηθήσω ήταν να της βοηθήσω να πει την ιστορία της για το πώς είναι καλύτερα, διαφορετικό ή ξεπερνώντας αυτό που είναι σήμερα μερικές από τις υπάρχουσες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας".
Ένα πλαστικό μπουκάλι νερό στο κέντρο παρέχει τη δομή και τρία πτερύγια εκτείνονται από αυτό. Αυτοί μιμούνται τα φύλλα σε ένα δέντρο, που δονείται με αέρα ή βροχή, και τροφοδοτεί την πιεζοηλεκτρική. (Εκπαίδευση Discovery 3M Young Scientist Challenge) Μετά από να συζητήσει τις πρακτικές απαιτήσεις μιας ανανεώσιμης πηγής ενέργειας, ο Mendu αποφάσισε να ενσωματώσει ευέλικτα ηλιακά κύτταρα στη συσκευή. Τώρα μοιάζει σαν πυραύλων. Ένα πλαστικό μπουκάλι νερό στο κέντρο παρέχει τη δομή και τρία πτερύγια εκτείνονται από αυτό. Αυτοί μιμούνται τα φύλλα σε ένα δέντρο, που δονείται με αέρα ή βροχή, και τροφοδοτεί την πιεζοηλεκτρική. Αλλά τώρα τα φύλλα κατασκευάζονται από ηλιακό φύλλο, ένα οργανικό φωτοβολταϊκό από 3Μ, το οποίο ο Mendu ενσύρμασε στο ίδιο κύκλωμα για να αυξήσει το ρεύμα. Τα πιεζοηλεκτρικά είναι μια καλή πηγή τάσης, αλλά προσφέρουν λίγο ρεύμα, και τα φωτοβολταϊκά μπορούν να βοηθήσουν να το συμπληρώσουν. Οι πιεζοηλεκτρικοί θεριστές ενεργοποιούν τη βροχή και τον άνεμο, το ηλιακό φύλλο στον ήλιο. Η συσκευή μπορεί να κρεμάσει σχεδόν οπουδήποτε και ο Mendu έχει φορτίσει με επιτυχία ένα iPhone 5 και τροφοδοτείται με λαμπτήρα LED των 15 watt.
Τα φύλλα, στην περίπτωση αυτή, είναι πολύ πιο σημαντικά από τον κορμό. Ο Mendu λέει ότι οι μικρές δομές θα μπορούσαν να τοποθετηθούν μεμονωμένα, ως αρθρωτά προσαρμόσιμα φύλλα, σε κτίρια ή άλλες κατασκευές.
Τα φύλλα είναι φτιαγμένα από ηλιακό φύλλο, ένα οργανικό φωτοβολταϊκό από 3Μ, το οποίο συνδέεται με το Mendu στο ίδιο κύκλωμα για να αυξήσει το ρεύμα. Τα πιεζοηλεκτρικά είναι μια καλή πηγή τάσης, αλλά προσφέρουν λίγο ρεύμα, και τα φωτοβολταϊκά μπορούν να βοηθήσουν να το συμπληρώσουν. (Εκπαίδευση Discovery 3M Young Scientist Challenge) "Θέλω πραγματικά να δούμε την εφαρμογή της πάνω στην επιφάνεια των κτιρίων σε αστικές περιοχές για να ενσωματώσουμε την πράσινη τροφοδοσία στο αστικό μας περιβάλλον ή στις αγροτικές περιοχές για να τροφοδοτήσουμε μια τοπική πηγή ενέργειας σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης ή σε αναπτυσσόμενες χώρες", λέει.
Ίσως τότε να πάρει μερικά από τα άλλα έργα της - ένα σύστημα αφαλάτωσης για καθαρισμό νερού αντίστροφης ώσμωσης ή συσκευές πιεζοηλεκτρικών συγκομιδών που στεγάζονται σε ελαστικά.
"Υπάρχουν τόσα πολλά προβλήματα στον κόσμο μας", λέει. "Αν παίρνετε ακριβώς το χρόνο να τα κοιτάξετε, θα έχετε τόσες πολλές ιδέες".
