Ученые из Университета Буффало разработали математическую модель, которая может лечь в основу технологии, превращающей вибрацию автодорог, взлетно-посадочных полос, шум аэропорта и другой “мусор” в полезную энергию.

Концепция нового энергогенератора заключается в создании гранулированного материала, состоящего из цепочки частиц одинакового размера.

Ученым удалось рассчитать форму гранулы материала, которая оптимально и эффективно проводит вибрацию. В обычных условиях частицы идеальной сферической формы распространяют энергию на расстояние от 3 до 5 своих диаметров, в соответствии с законом Герца. Однако если сделать форму поверхности каждой частицы, в месте, где она соприкасается с соседней, другой, можно изменить параметры распространения энергии. И хотя экспериментально это открытие еще не подтверждено, но математические расчеты показывают, что оно имеет большой потенциал.

Из гранул такой формы можно создать провода, эффективно проводящие вибрацию

Настаивая параметры частиц, можно собирать рассеянную вибрацию и сводить ее в одну точку. В частности можно создать материалы, эффективно распространяющие вибрацию в нужном направлении, т.е. создать настраиваемый энергетический канал, способный проводить “мусорную” энергию в нужном направлении, например к пьезоэлектрическому генератору. Это позволит пустить на пользу вредные вибрации и шум, а также снизить звуковое загрязнение в цехах заводов, вблизи аэропортов и т.д.

Кроме того, специальные, проводящие вибрацию гранулы могут интегрироваться в цепи микросхем. Такие микрочипы не будут нуждаться в питании, поскольку будут получать электричество из колебаний окружающей среды. Это исключительно полезное качество наверняка найдет применение в различных датчиках систем безопасности и для проверки целостности зданий.