Французские ученые создали систему сбора и преобразования энергии дождевых капель. Как сообщает Science.YoRead.ru, ученые надеются, что их установка позволит получать ток для маломощных устройств в отсутствие солнца.
Чтобы выяснить сколько тока может дать дождь, ученые построили опытную установку, в которой капли воды падают с высоты на тонкую пластину из полимера-пьезоэлектрика. Когда капли ударяют в пластинку толщиной 25 микрометров, в ней возникают механические колебания, кратковременно генерирующие ток.
Оказалось, что сила тока напрямую зависит от размера капель дождя, и их частоты падения. Наибольшую выгоду представляют крупные капли, падающие сравнительно медленно. Скоростные капли гораздо больше теряют энергию при разбрызгивании от удара, нежели передают ее пластине.
Исследователи выяснили, что энергия, которую несет одна капля дождя, колеблется от 2 микроджоулей до 1 миллиджоуля в зависимости от диаметра капли. Пробная установка ученых выдавала минимум 1 микроватт постоянной мощности во время искусственного дождя. При этом самые крупные капли давали кратковременную вспышку до 12 милливатт.
Напомним, ранее французские ученые объяснили различия в размере дождевых капель. Специалисты, осуществив видеосъемку падающей капли, описали процесс деформации и разрыва капли в процессе падения. Образовавшиеся маленькие капельки по размерам точно соответствовали каплям природного дождя.
Напомним, ранее ученые Гарвардского университета установили, что дождевые капли разбиваются еще до того, как ударятся об землю. Исследователи смоделировали на компьютере физические процессы, которые происходят при падении капель.
Расчеты показали, что перед тем, как разбиться, капля истончается. Считалось, что при контакте с поверхностью в сформировавшемся блине начинаются вибрации, которые вызывают образование характерной короны.
Авторы исследования рассчитывали поведение капель, принимая во внимание такие параметры как давление воздуха и поверхностное натяжение в капле. Они установили, что "стандартная" капля при падении сдавливает находящийся под ней воздух, и за несколько микросекунд до удара между каплей и поверхностью создается воздушная подушка. Именно "удар" о подушку вызывает сплющивание и разрушение капли. За стандарт ученые брали каплю диаметром около двух миллиметров, которая движется со скоростью несколько метров в секунду.
Исследователи отмечают, что процесс разрушения падающих капель изучен очень слабо. Практическая польза от исследования этого явления может заключаться, например, в разработке поверхностей, предотвращающих разбрызгивание. |
