בטיול לבקר את סבא וסבתא שלה בהודו הכפרית, Maanasa Mendu הבחין במשהו שלא קרה בבית. האורות כבו. הרבה. כמעט כל יום, בשעה שש, הכוח היה מתנתק, בניסיון להפיץ כוח. זה נושא ידוע שם; לעתים קרובות משתמשים במונח "משבר אנרגיה".
"מבחינתי זה נורא מכיוון שאין לי גישה לתאורה או למיזוג אוויר, " היא אומרת. "אבל הבנתי שעבור כמעט 1.2 מיליארד אנשים בעולם, סוג זה של חושך הוא מציאות עבורם. והם עדיין משתמשים בתאורת נפט. "
אז מנדו בנה מכשיר לאיסוף אנרגיה מתחדשת של אב-טיפוס בשם HARVEST, שמחקה את צורתו של עץ (אם כי קטן בהרבה) ומשתמש בקטי אנרגיה פיוזואלקטריים כדי לתפוס כוח מרוח וגשם.
בשבוע שעבר, מנדו, שכיום הוא תלמיד כיתה ט 'במייסון, אוהיו, נבחר לתואר המנצח, מתוך תשעה מתמודדי הגמר האחרים, של אתגר המדען הצעיר לשנת 2016, תחרות מדע ארצית לכיתות ה'-ח' שמגיעה עם פרס של 25, 000 דולר.
אם זה נשמע קצת כמו תוכנית ריאליטי, זה יכול להיות בגלל שהיא התארחה על ידי 3M בשיתוף עם דיסקברי חינוך.
"אני חושב שזה באמת מאפיין את הקסם הזה שקורה כשאתה מספק הזדמנויות לצעירים לממש באמת את הרעיונות שלהם לפועל, " אומר לורי מקפרלינג, סמנכ"ל בכיר בחברת דיסקברי חינוך שעוזר להפעיל את האתגר.
לא מדובר רק בחגיגה של ילד שיש לו פרויקט של יריד מדע נהדר. המכשיר של Maanasa מראה חדשנות אמיתית. זה נועד לא רק לפתור בעיה בעולם האמיתי, אלא גם להיות שימושי וניתן להתאמה במקום בו הבעיה מתרחשת. בתור גמר בתחרות, מנדו עשתה את המכשיר שלה במשך ארבעה חודשי בדיקות ועידון קפדני בעזרת מנטור של חברת 3M, מהנדסת פיתוח המוצר הבכירה מרג'ו מיטרה.
מנדו עבדה עם חומרים פיוזואלקטריים - כאלה שמייצרים חשמל מאנרגיה מכנית - במשך כמה שנים, ונכנסה לירידים המדעיים שלה בכיתה ז 'ו -8 בפרויקטים פיזואלקטריים. היא שמה לב שהדרך שבה גבעולי העלים התנודדו על עצים דומה לסוג הגמיש שמניע את הקוצרים הפיזואלקטריים. אז היא בנתה עץ מדומה, מבנה קטן עם גבעולים פיזואלקטריים ועלי קלקר, ועשתה סרטון כניסה לתחרות המדען הצעיר.
מנדו מדבר מהר ומשתמש בהרבה מונחים טכניים. היא לומדת שיעורים מתקדמים במדע ומתמטיקה ועושה לימודים בחינם כמו אולימפיאדת המדע. היא הולכת לחטיבות הביניים לעשות ניסויים והפגנות לתלמידים שם.
אבל התחרות של המדען הצעיר הייתה הרבה יותר מעמיקה ומאתגרת. בילתה שעתיים שלוש ביום, במהלך הקיץ, למדה על מתחדשים, הנדסת חשמל, אבות טיפוס ועוד.
"יש לה את כל הרעיונות הנהדרים האלה, והתשוקה והדחף הזה לעשות את כל הדברים האלה", אומר המנטור מיטרה. "מה שיכולתי לעזור לה היה לעזור לה לספר את הסיפור שלה איך זה טוב יותר, שונה או לחרוג ממה שיש כמה ממקורות האנרגיה המתחדשת הקיימת כיום."
בקבוק מים מפלסטיק במרכז מספק את המבנה, ושלושה כנפיים משתרעות ממנו. אלה מחקים את העלים על עץ, רוטטים ברוח או בגשם, ומפעילים את הפיזואלקטריה. (אתגר חינוך גילוי 3M מדען צעיר) לאחר שדן בדרישות המעשיות של מקור אנרגיה מתחדשת, מנדו החליט לשלב תאים סולאריים גמישים במכשיר. עכשיו זה נראה כמו טיל. בקבוק מים מפלסטיק במרכז מספק את המבנה, ושלושה כנפיים משתרעות ממנו. אלה מחקים את העלים על עץ, רוטטים ברוח או בגשם, ומפעילים את הפיזואלקטריה. אך כעת העלים עשויים נייר כסף סולארי, פוטו וולטאי אורגני מ- 3M, שמנדו חיבר לאותו מעגל כדי להגדיל את הזרם. פיזואלקטריים הם מקור מתח טוב, אך הם מציעים זרם מועט, והפוטו-וולטאים יכולים לסייע בתוספת זו. הקוצרים הפיזואלקטריים מפעילים בגשם וברוח, את נייר השמש בשמש. המכשיר יכול לתלות כמעט בכל מקום, ומנדו טעינה בהצלחה מכשיר אייפון 5, והפעילה נורת לד 15 וואט.
העלים, במקרה זה, חשובים בהרבה מהגזע. מנדו אומר כי ניתן למקם את המבנים הקטנים בנפרד, כנספחים מודולריים, הניתנים להתאמה אישית של עלים, על בניינים או מבנים אחרים.
העלים עשויים נייר כסף סולארי, פוטו וולטאי אורגני מ- 3M, שמנדו חיבר לאותו מעגל כדי להגדיל את הזרם. פיזואלקטריים הם מקור מתח טוב, אך הם מציעים זרם מועט, והפוטו-וולטאים יכולים לסייע בתוספת זו. (אתגר חינוך גילוי 3M מדען צעיר) "אני באמת רוצה לראות את יישומה על פני השטח של בניינים באזורים עירוניים כדי לשלב את קציר האנרגיה הירוקה בסביבה העירונית שלנו או באזורים הכפריים בכדי להפיק מקור כוח מקומי במצבי חירום או במדינות מתפתחות, " היא אומרת.
אולי אז היא תגיע לכמה מהפרויקטים האחרים שלה - מערכת התפלה לטיהור מים אוסמוזה הפוכה, או מכשירי קציר פיוזואלקטריים ששוכנו בצמיגים.
"יש כל כך הרבה בעיות בעולמנו", היא אומרת. "אם אתה פשוט לוקח את הזמן להביט בהם, יהיו לך כל כך הרבה רעיונות."
