Dalam perjalanan untuk mengunjungi kakek-neneknya di pedesaan India, Maanasa Mendu memperhatikan sesuatu yang tidak terjadi di rumah. Lampu padam. Banyak. Hampir setiap hari, pada pukul enam, listrik akan padam, dalam upaya untuk mendistribusikan daya. Itu masalah yang terkenal di sana; istilah "krisis energi" sering digunakan.
"Bagi saya, ini mengerikan karena saya tidak memiliki akses ke penerangan atau pendingin udara, " katanya. “Tetapi saya menyadari bahwa bagi hampir 1, 2 miliar orang di dunia, jenis kegelapan ini adalah kenyataan bagi mereka. Dan mereka masih menggunakan pencahayaan minyak tanah. "
Jadi Mendu membangun prototipe perangkat pengumpul energi terbarukan yang disebut HARVEST, yang meniru bentuk pohon (meskipun jauh lebih kecil) dan menggunakan pemanen energi piezoelektrik untuk menangkap daya dari angin dan hujan.
Pekan lalu, Mendu, yang kini menjadi siswa kelas sembilan di Mason, Ohio, terpilih sebagai pemenang, dari sembilan finalis lainnya, dari Young Scientist Challenge 2016, kompetisi sains nasional untuk kelas 5-8 yang datang dengan hadiah $ 25.000.
Jika itu terdengar sedikit seperti reality show, itu mungkin karena diselenggarakan oleh 3M dalam kemitraan dengan Discovery Education.
"Saya pikir ini benar-benar melambangkan sihir yang terjadi ketika Anda memberikan kesempatan kepada orang-orang muda untuk benar-benar mewujudkan gagasan mereka, dalam praktik, " kata Lori McFarling, wakil presiden senior di Discovery Education yang membantu menjalankan tantangan.
Ini bukan hanya tentang merayakan seorang anak yang punya proyek sains yang hebat. Perangkat Maanasa menunjukkan inovasi nyata. Ini dirancang tidak hanya untuk memecahkan masalah dunia nyata tetapi juga berguna dan dapat beradaptasi di mana masalah terjadi. Sebagai finalis dalam kompetisi, Mendu membawa perangkatnya melalui empat bulan pengujian dan penyempurnaan yang ketat dengan bantuan seorang mentor dari 3M, insinyur pengembangan produk senior Margaux Mitera.
Mendu telah bekerja dengan bahan piezoelektrik — yang menghasilkan listrik dari energi mekanik — selama beberapa tahun, memasuki pameran sains kelas 7 dan 8 dengan proyek piezoelektrik. Dia memperhatikan bahwa cara batang daun meliuk-liuk di pohon mirip dengan jenis lentur yang mendorong pemanen piezoelektrik. Jadi dia membangun pohon tiruan, struktur kecil dengan batang piezoelektrik dan daun Styrofoam, dan membuat video entri untuk kompetisi Young Scientist.
Mendu berbicara dengan cepat dan menggunakan banyak istilah teknis. Dia mengambil kelas lanjutan dalam sains dan matematika, dan melakukan ekstrakurikuler seperti Olimpiade Sains. Dia pergi ke sekolah menengah untuk melakukan percobaan dan demonstrasi untuk para siswa di sana.
Tetapi kompetisi Young Scientist jauh lebih dalam dan menantang. Dia menghabiskan dua hingga tiga jam per hari, selama musim panas, belajar tentang energi terbarukan, teknik elektro, prototipe, dan banyak lagi.
“Dia punya semua ide hebat ini, dan semangat serta dorongan untuk melakukan semua hal ini, ” kata mentor Mitera. "Apa yang bisa saya bantu adalah membantunya menceritakan kisahnya tentang bagaimana itu lebih baik, berbeda, atau melampaui apa yang beberapa sumber energi terbarukan saat ini."
Sebuah botol air plastik di tengah menyediakan struktur, dan tiga sayap memanjang darinya. Ini meniru daun di pohon, bergetar dalam angin atau hujan, dan menyalakan piezoelektrik. (Discovery Education 3M, Tantangan Ilmuwan Muda) Setelah membahas persyaratan praktis sumber energi terbarukan, Mendu memutuskan untuk mengintegrasikan sel surya fleksibel ke dalam perangkat. Sekarang terlihat seperti roket. Sebuah botol air plastik di tengah menyediakan struktur, dan tiga sayap memanjang darinya. Ini meniru daun di pohon, bergetar dalam angin atau hujan, dan menyalakan piezoelektrik. Tapi sekarang daunnya terbuat dari solar foil, fotovoltaik organik dari 3M, yang kabel Mendu ke sirkuit yang sama untuk meningkatkan arus. Piezoelektrik adalah sumber tegangan yang baik, tetapi menawarkan sedikit arus, dan fotovoltaik dapat membantu menambahnya. Pemanen piezoelektrik diaktifkan dalam hujan dan angin, foil matahari di bawah sinar matahari. Perangkat ini dapat menggantung hampir di mana saja, dan Mendu berhasil mengisi daya iPhone 5, dan menyalakan lampu LED 15-watt.
Daun, dalam hal ini, jauh lebih penting daripada batangnya. Mendu mengatakan struktur kecil dapat ditempatkan secara individual, sebagai pelengkap modular, seperti daun, pada bangunan atau struktur lainnya.
Daunnya terbuat dari solar foil, fotovoltaik organik dari 3M, yang kabel Mendu ke sirkuit yang sama untuk meningkatkan arus. Piezoelektrik adalah sumber tegangan yang baik, tetapi menawarkan sedikit arus, dan fotovoltaik dapat membantu menambahnya. (Discovery Education 3M, Tantangan Ilmuwan Muda) "Saya benar-benar ingin melihat penerapannya ke permukaan bangunan di daerah perkotaan untuk mengintegrasikan pemanenan energi hijau ke lingkungan perkotaan kita atau di daerah pedesaan untuk memberi daya pada sumber daya yang dilokalisasi dalam situasi darurat atau di negara berkembang, " katanya.
Mungkin kemudian dia akan pergi ke beberapa proyeknya yang lain — sistem desalinasi untuk pemurnian air osmosis balik, atau alat pemanen piezoelektrik yang ditempatkan di ban.
"Ada begitu banyak masalah di dunia kita, " katanya. "Jika kamu meluangkan waktu untuk melihatnya, kamu akan memiliki banyak ide."
