Dalam perjalanan untuk melawat datuk neneknya di India luar bandar, Maanasa Mendu melihat sesuatu yang tidak berlaku di rumah. Lampu keluar. Banyak. Hampir setiap hari, pada pukul enam, kuasa akan dipotong, dalam usaha untuk mengedarkan kuasa. Ini isu yang terkenal di sana; istilah "krisis tenaga" sering digunakan.
"Bagi saya, ia amat mengerikan kerana saya tidak mempunyai akses kepada pencahayaan atau penghawa dingin, " katanya. "Tetapi saya menyedari bahawa untuk hampir 1.2 bilion orang di dunia, jenis kegelapan ini adalah realiti bagi mereka. Dan mereka masih menggunakan pencahayaan minyak tanah. "
Jadi Mendu membina prototaip peranti pengumpul tenaga yang boleh diperbaharui yang dipanggil HARVEST, yang meniru bentuk pokok (walaupun lebih kecil) dan menggunakan penuai tenaga piezoelektrik untuk menangkap kuasa dari angin dan hujan.
Minggu lalu, Mendu, yang kini menjadi graduan kesembilan di Mason, Ohio, dinobatkan sebagai pemenang, daripada sembilan finalis lain, dari 2016 Young Scientist Challenge, pertandingan sains negara untuk gred 5-8 yang disertai dengan hadiah $ 25, 000.
Sekiranya ia kelihatan sedikit seperti rancangan realiti, itu mungkin kerana ia dihoskan oleh 3M dengan kerjasama Discovery Education.
"Saya fikir ini benar-benar memperlihatkan sihir yang berlaku apabila anda memberikan peluang kepada anak-anak muda untuk benar-benar meletakkan idea mereka menjadi tindakan, " kata Lori McFarling, naib presiden senior di Discovery Education yang membantu mengendalikan cabaran tersebut.
Ini bukan sekadar meraikan anak yang mempunyai projek sains sains yang hebat. Peranti Maanasa menunjukkan inovasi sebenar. Ia direka bukan hanya untuk menyelesaikan masalah dunia tetapi juga berguna dan menyesuaikan diri di mana masalah itu berlaku. Sebagai finalis dalam pertandingan itu, Mendu mengambil perantinya melalui empat bulan ujian dan perbaikan yang ketat dengan bantuan mentor dari 3M, jurutera pembangunan produk kanan Margaux Mitera.
Mendu telah bekerja dengan bahan-bahan piezoelektrik-yang menghasilkan tenaga elektrik dari tenaga mekanikal-selama beberapa tahun, memasuki kedua pameran sains kelas 7 dan 8 dengan projek piezoelektrik. Dia menyedari bahawa cara batang daun di atas pokok adalah sama dengan jenis flex yang memacu penuai piezoelektrik. Oleh itu, dia membina sebuah pokok mengejek, sebuah struktur kecil dengan batang piezoelektrik dan daun Styrofoam, dan membuat video penyertaan untuk persaingan saintis muda.
Mendu bercakap dengan cepat dan menggunakan banyak istilah teknikal. Dia mengambil kelas lanjutan dalam sains dan matematik, dan melakukan ekstrakurikuler seperti Sains Olimpik. Dia pergi ke sekolah menengah untuk melakukan eksperimen dan demonstrasi untuk para pelajar di sana.
Tetapi saingan Young Scientist jauh lebih mendalam dan mencabar. Dia menghabiskan dua hingga tiga jam sehari, sepanjang musim panas, belajar tentang tenaga boleh diperbaharui, kejuruteraan elektrik, prototaip, dan banyak lagi.
"Dia mendapat semua idea hebat ini, dan semangat ini dan memandu untuk melakukan semua perkara ini, " kata mentor Mitera. "Apa yang saya dapat membantu dia membantu dia memberitahu cerita tentang bagaimana ia lebih baik, berbeza, atau melampaui apa yang ada sumber tenaga yang boleh diperbaharui sekarang."
Botol air plastik di tengah menyediakan struktur, dan tiga sayap melepaskannya. Ini meniru daun di atas pokok, bergetar dalam angin atau hujan, dan menggerakkan piezoelektrik. (Pendidikan Discovery 3M Juara Saintis Muda) Selepas membincangkan keperluan praktikal sumber tenaga boleh diperbaharui, Mendu memutuskan untuk mengintegrasikan sel solar fleksibel ke dalam peranti. Kini ia kelihatan seperti roket. Botol air plastik di tengah menyediakan struktur, dan tiga sayap melepaskannya. Ini meniru daun di atas pokok, bergetar dalam angin atau hujan, dan menggerakkan piezoelektrik. Tetapi sekarang daun terbuat dari kerajang matahari, fotovoltaik organik dari 3M, yang Mendu beralih ke litar yang sama untuk meningkatkan arus. Piezoelectrics adalah sumber voltan yang baik, tetapi menawarkan sedikit arus, dan photovoltaics dapat membantu suplemen itu. Penuai piezoelektrik diaktifkan dalam hujan dan angin, kerajang matahari di bawah matahari. Peranti boleh digantung hampir di mana saja, dan Mendu telah berjaya mengecas iPhone 5, dan menghidupkan mentol LED 15 watt.
Daun, dalam kes ini, jauh lebih penting daripada batang. Mendu mengatakan struktur kecil boleh diletakkan secara individu, sebagai lampiran modular, seperti yang boleh disesuaikan, pada bangunan atau struktur lain.
Daun terbuat dari foil solar, fotovoltaik organik dari 3M, yang Mendu berwayar ke litar yang sama untuk meningkatkan arus. Piezoelectrics adalah sumber voltan yang baik, tetapi menawarkan sedikit arus, dan photovoltaics dapat membantu suplemen itu. (Pendidikan Discovery 3M Juara Saintis Muda) "Saya benar-benar mahu melihat permohonannya ke permukaan bangunan di kawasan bandar untuk mengintegrasikan tenaga hijau untuk menanam ke persekitaran bandar atau di kawasan luar bandar untuk mendapatkan kuasa sumber setempat dalam keadaan kecemasan atau di negara-negara membangun, " katanya.
Mungkin dia akan mendapat beberapa projek lain-sistem penyahgaraman untuk pembersihan air osmosis terbalik, atau peranti penuaian piezoelektrik yang ditempatkan dalam tayar.
"Terdapat banyak masalah di dunia kita, " katanya. "Jika anda hanya mengambil masa untuk melihatnya, anda akan mempunyai banyak idea."
