谁能忘记那些不正确的、吸能的迪斯科电动地板呢?很快,我们可能会有一种新型的木制电动地板,当你在上面行走时,由于压电效应,这种地板可以自行发电。
当某些材料受到机械应力时,就会产生压电性;我们已经证明了这一点压电瓦人们在其上行走或跳跃产生能量并使其发光,但它们都是复杂的机械装置。人们早就知道,木材中的纤维素是压电的,但其产量可以忽略不计。 然而,苏黎世建筑材料研究所木材材料科学研究所的Ingo Burgert领导的一个研究小组已经找到了如何将木材中的汁液加工出来的方法
研究人员在《科学进展》中解释说,木材中的压电效应来自结晶纤维素,但这种效应很小,因为木材是固体,可以防止晶体被压缩。 但是任何一个踩过腐朽木材的人都知道它是软的和粘的,因为真菌会吃掉木质素,木质素是木材中的结构材料。因此,研究人员用白腐真菌处理巴尔沙木材,并在10周时发现了最适点,已经很轻的巴尔沙木材重量减轻了45%。
“腐朽木材(45%的重量损失)沿切线方向显示出较高的机械压缩性,并且在应力释放后可以恢复到原始状态,与刚性原生木材形成鲜明对比。为了进一步评估真菌处理前后balsa木材的机械性能,我们进行了多次压缩测量。”
他们发现,这种粘糊糊的木头可以压上几百次,而且机械性能仍然稳定。 然后他们安装了一个马达来压木头,并安装了一个仪表来测量电输出,电输出在腐烂的木头上是原生木头的58倍。电压的增加归因于腐朽木材机械压缩性的增加,这与失重的增加有关
输出仍然不是很高,只有8.4伏,电流为13.3毫安(毫安,十亿分之一安培),但木块很小,5/8英寸见方,1/2英寸高。然而,它们可以像电池一样连接在一起(这就是为什么在英国电池被称为堆,一堆独立的电池)以增加输出。研究人员将其中的九个连接在一起,并用薄薄的贴面覆盖,然后将它们连接到LED上。瞧,一个自动供电的迪斯科舞厅,或者在这个实验中,一个小家。“根据我们的基础研究,我们设想制造大规模木地板的可能性,允许人类活动产生电力,例如在舞厅。”
研究人员指出,有许多化学物质,如氢氧化钠,可以用来代替真菌,可能更快。“然而,化学脱木素方法的这些优点被我们基于真菌的方法的根本优势所压倒:即完全可持续和环境友好。”
然而,像腐烂这样的生物过程并不是均匀发生的,这可能会引起问题。当被问及这一点时,Burgert Ingo告诉Treehugger:
“我们还没有对均匀性进行具体研究,但我们的同事,谁贡献了真菌治疗有很大的专业知识生物工程木材真菌。例如,类似的概念已被用于改善小提琴的声学性能。”
巴尔萨木并非来自濒危树木,厄瓜多尔也有巴尔萨种植园。 人们可以想象不含化学品的工程木地板的真正好处;正如研究作者总结的那样,
“并联或串联以产生更大元件的腐烂木块可以产生更高的电流或电压,并用于运行低功率电子设备,这表明在未来建筑中应用的可行性。这项研究开辟了利用可再生和可持续加工材料设计未来建筑的新可能性,由于能够通过各种室内人类活动自行发电,因此具有更高的能源效率。”
另一个好处是,脚下有半英寸的软软的巴尔沙乌木可能会有巨大的消声效果。当被问及这一点时,Burgert Ingo告诉Treehugger:
事实上,降噪效果,特别是脚步声,将是一个非常好的“副作用”的治疗,但我们还没有调查这一点。到目前为止,我们的重点一直是通过完全绿色的工艺增强木材的压电性。在这第一步之后,需要进行升级和与应用程序相关的优化研究。”
我们期待着这一升级,期待着发电全天然工程木地板,来到您附近的客厅或迪斯科舞厅。