樹木の中で完全に電力を使用して動作する電気回路

おそらく、体温から電気を集めて小型デバイスに電力を供給するというアイデアについては、おそらくすでに聞いたことがあるでしょう。 ボディエリアネットワーク. さて、同様の考え方が木にも適用されています。 木には十分な力がある ワシントン大学の研究者が電子回路を動かすで発表される結果によると、 次号 の 電気電子学会ナノテクノロジー論文誌. 彼らは、その電力は微々たるものですが測定可能であり、回路に電力を供給するには十分であることを発見しました。

「私たちが知る限り、これは誰かが何かを完全に動力源とする最初の査読済み論文です。 電極を木に突き刺す」と、共著者であるカリフォルニア州立大学電気学部准教授ババク・パルヴィズ氏は語った。 エンジニアリング。

ツリーパワーを発見したのはワシントン大学チームが最初ではありませんでした。 あ 勉強 昨年からマサチューセッツ工科大学は、植物が最大 200 ミリボルト (ミリボルトは 1,000 分の 1 ボルト) の電圧を生成することを発見しました。 しかし、ウィスコンシン大学の研究者らは、さらに一歩進めて、そのエネルギーを放出する回路の構築に初めて成功したと述べている。

では、チームがどのようにしてこれを達成したかを見てみましょう。 まず、大学のキャンパス周辺の木に釘を打ち、電圧計を木に接続しました。 彼らは、ビッグリーフカエデが最大数百ミリボルトの安定した電圧を生成することを発見しました。 次に、UW チームはカスタムの 昇圧コンバータ- 低い入力電圧を受け取り、それを蓄えてより大きな出力を生成するデバイス - 既存の入力電圧よりも低い 20 ミリボルトの入力電圧で動作します。 デバイス。 低電力センサーを動作させるのに十分な 1.1 ボルトの出力電圧を生成します。

彼らが開発した回路は、130ナノメートルの部品で構築されており、動作時の平均消費電力はわずか10ナノワット（ナノワットは10億分の1ワット）です。 Parviz 氏は、この規模で何が予想されるかを次のように説明しました。

通常の電子機器は、木から得られる種類の電圧や電流では動作しません。 しかし、ナノスケールはサイズだけでなく、エネルギーと電力消費量も異なります。 新世代のテクノロジーがオンラインに登場するにつれ、電源に関して何が可能で何が不可能かを振り返るのは当然だと思います。

樹木給電回路の応用に関して、Parviz 氏は、樹木センサーに給電するための低コストのオプションを提供できる可能性があると述べました。 環境条件や森林火災を検出するために使用される可能性があり、電子出力は木の状態を測定するためにも使用される可能性があります。 健康。

「これらの電圧がどこから来ているのかは正確には確立されていません。 しかし、樹木には人間の体内で起こっていることと似たような信号伝達が行われているようだが、その速度は遅い」とパルヴィズ氏は語った。

「木が何をしているかを調査する方法として私たちの結果を応用することに興味があります。 医者に行くと、最初に測られるのは脈拍です。 樹木に関しては、実際に同様のものはありません」と彼は付け加えた。

カリフォルニア大学のカールトン・ハイズ氏、エリック・カールソン氏、ライアン・リキウティ氏もこの研究の共著者である。 この研究は国立科学財団から一部資金提供を受けました。

ソース： ワシントン大学ニュース