تامین انرژی مورد نیاز جهان به کمک هاگ‌ها

پوست هاگ باکتری چین و چروک‌دار است و به باکتری‌های نابالغ ظاهری کشمشی می‌دهد. زمانی که اندکی رطوبت به پوست هاگ برسد چین و چروک‌ها باز شده و هاگ‌ها بیش از 40 درصد اندازه اولیه‌شان بزرگ می‌شوند.

پروفسور آزگور شاهین، استاد علوم زیستی و فیزیک دانشگاه کلمبیا درباره سفتی این پوست و زمانی که جذب رطوبت باعث تغییر در اندازه هاگ و رسیدن آن به اندازه مناسب می‌شود مطالعاتی انجام داده است.

شاهین می‌گوید پوست هاگ از یک ماده استثنایی ساخته شده است و باید مقدار زیادی انرژی مکانیکی در داخلش داشته باشد. من با استفاده از برخی معادلات ساده مقدار انرژی که این پوست ممکن است تولید کند، محاسبه کردم. زمانی که به میزان انرژی ذخیره شده در یک باتری نگاه کردم، متوجه شدم اعداد به دست آمده دور از ذهن نیست.

در دنیای ما نیازی به اضافه کردن آب برای بزرگ شدن پوسته هاگ و انجام وظیفه‌اش نیست؛ زیرا فرآیند تبخیر در حالت طبیعی به اندازه‌ای است که برای انجام این کار کافی است. روی زمین مناطق وسیعی مانند اقیانوس‌ها وجود دارد که به طور مداوم در حال تبخیر شدن است و شما بسادگی می‌توانید به این فرآیند تبخیر طبیعی تکیه کنید. بنابراین اگر بتوان راهی برای اتصال به پوسته هاگ یافت، می‌توان از اندک انرژی مکانیکی موجود در آن استفاده کرده و آن را به دست آورد. سازوکار این روش بسیار ساده است. با اضافه کردن مقداری رطوبت، هاگ‌ها بزرگ‌تر می‌شوند سپس با گرفتن رطوبت هوا هاگ‌ها دوباره جمع شده و به حالت چروکیده اول بازمی‌گردند. باز شدن و جمع شدن پوست هاگ‌ها و دخیل شدن آب و هوا با این چرخه، یک حرکت پیستونی شکل را به وجود می‌آورد که می‌توان از آن انرژی استخراج کرده.

شاهین می‌پرسد چه مقدار انرژی را می‌توان از این فرآیند استخراج کرد؟ هاگ‌ها در حال انجام یک کار سودمند هستند، اما روش برداشت انرژی از قدرت هاگ‌ها یک چالش بزرگ پیش روی است.شاهین مقداری هاگ را به انتهای یک میله بسیار نازک چسباند و آنها را زیر میکروسکوپ اتمی گذاشت. او برای کنترل میزان رطوبت، از یک ظرف کوچک و حوله مرطوب استفاده کرد. البته قبل از این که او فرصتی برای استفاده از این وسیله بیابد هاگ‌ها شروع به تولید برق کردند. چراکه بازدم شاهین رطوبت لازم برای تغییر اندازه هاگ‌ها را فراهم کرده بود. آنها میله را خم کرده و موفق به تولید برق شده بودند.هاگ‌های مورد استفاده از سوی شاهین به گونه‌ای مهندسی شده بودند که قادر به تولید دو برابر انرژی نسبت به حالت طبیعی خود بودند. شاهین معتقد است از دیدگاه انرژی، انرژی تولید شده توسط هاگ‌ها انرژی کمی نیست. براساس مقیاس‌های اندازه‌گیری انرژی، تبخیر در هر واحد روی زمین بیشتر از انرژی باد در همان مقیاس است و می‌توان با هزینه‌ای پایین‌تر نسبت به باد، از فرآیند تبخیر، انرژی گرفت. بنابراین قطعا امکان تامین انرژی زیادی به وسیله بخار و استفاده از هاگ‌ها وجود دارد.

منبع:asme.org