Jay Harman külmutas mullivanni puhtaks veeks või õhuks


Loodusele meeldivad spiraalid, alates keeristest või orkaanidest, lõpetades sellega, kuidas mahl taimest üles voolab, kuni inimese südame kujuni. Inseneriuuringute ja tootedisaini ettevõtte PAX Scientific Inc. leiutaja Jay Harmon kasutas seda loodusest pärit arhetüüpset kuju, et kujundada 'külmunud mullivann' masina või pumba pöörleva osana. Harmoni külmutatud mullivann, mis on umbes teie käe suurune, suudab segada kümme miljonit gallonit vett akumulatsioonipaagis, millel on vaid paari lambipirni võimsus. See disain hoiab veepaagid puhtad, ilma kloori või muid kemikaale kasutamata. Harman töötab praegu selle nimel, et suurendada oma külmunud mullivanni, et puhastada terve linna õhk. See intervjuu on osa spetsiaalsest ForVM-i sarjast Biomimicry: Nature of Innovation, mis on toodetud koostöös ettevõttega Fast Company ja sponsoriks Dow.


Rääkige meile biomimikri ideest ... mis see on?

Bioiimika otsib inimkonna ees seisvaid probleeme loodusest. Loodus on puhas, roheline ja jätkusuutlik. Inimtööstus ei ole praeguses etapis. Ja me tõesti peame selle muudatuse tegema.

See inspireeris mind, sest ma armastan loodust ja mulle meeldib ookeani ääres olla. Mind on juba väikesest peale paelunud, kui elegantne loodus on disainis. Olin lihtsalt lummatud ja olen kogu oma elu pühendanud looduse uurimisele ja selle põhimõtete rakendamisele inimprobleemide lahendamisel.

Mis looduses inspireeris üht teie esimestest leiutistest PAX Scientificu, voolujoonelise segisti jaoks? Kuidas see töötab? Miks see oluline on?


Arvan, et sain esimest korda inspiratsiooni väikese lapsena ning ujusin, näomask ees, mööda kive ja riffe ning vaatasin kalu. Tuleks laine ja mind pühitakse kividele. Haaraksin merevetikaid, et mitte kividele suruda. Leidsin, et merevetikad olid väga haprad ja purunesid kergesti. Kuid ma märkasin ka seda, et isegi kõige pöörasemate tormide, tohutute lainetega talviste tormide korral ripuvad need vetikad suurepäraselt. See huvitas mind väga.

Aastate jooksul märkasin, et kõik need vetikad muutsid oma kuju väikseima vastupanu ja vähima takistuse teele. Nii et kui vesi möödub, näete neid merevetikaid keerlemas ja õõtsumas. Tundub, et see on kaootiline, nagu oksad tuules. Kuid kui neid piisavalt tähelepanelikult vaadata, kohanevad nad kõik sama spiraalse rajaga. Ja see spiraal on täpselt sama spiraal, mida näete oma vannis, kui tõmbate pistiku välja, kui näete seda mullivanni. See on looduse vähima vastupanu ja vähima takistuse tee.

Kui ma neid merevetikaid nägin, hakkasin muutma lapsepõlves tehtud kanuude kuju. Need olid päris karedad kanuud, lihtsalt vanast lainepapist. Haamerdasin need nende keeriste kujudesse ja avastasin, et neid on lihtsam aerutada. Seejärel veetsin ma päris mitu aastat Austraalia kalanduse ja metsloomade osakonnas ning uurisin neid keerlevaid mustreid igasuguste asjade puhul, alates sellest, kuidas kalad ujuvad, kuni viisini, kuidas linnud, putukad lendavad jne. Mulle tuli pähe, et kui ma saaksin ühe mullivanni ümber pöörata, kui ma saaksin vannist pistiku välja tõmmata ja selle mullivanni külmutada ja tagurdada, oleks mul tõesti midagi, mida saaksin igasuguste asjadega kohaneda.

Pildi krediit:flikr


Mul kulus 20 aastat, et välja mõelda, kuidas mullivanni külmutada. Ma ei leidnud ühtegi matemaatikut, füüsikut või inseneri, kes oleks andnud mulle ühe keerise matemaatilised konstruktsioonid. Ma külmutasin ühe, lõpuks pöördprojekteerisin selle. Kui mul oli see tahke külmunud mullivann, avastasin, et kui ma panen selle vette või õhku ja pööran seda, loob see täiusliku mullivanni.

Mis oli esimene asi, milleks sa seda kasutasid?

Pildi krediit: Pax Scientific

Kui mõelda veevarustusele enamikes läänelinnades, eriti Ameerikas, siis on seal suured suured mahutid, miljoneid galloneid, need võivad olla viis miljonit, kümme miljonit gallonit vett. Noh, see vesi jääb seisma, mis pole hea. Seega peavad omavalitsused, kes seda vett haldavad, kloori ja klooramiine vette panema. Need on kantserogeensed või tekitavad muid probleeme. Probleemi saab paremini lahendada selle vee segamisega. Aga kuidas seda tõhusalt segada? Praegu, üldiselt kogu maailmas, kui soovite vett segada, on see väga kallis. Tavaliselt pumbate vett ühest paagist teise ja tagasi. Kümne miljoni galloni vee kohta on see palju energiat. Ja see tõesti ei sega vett nii hästi.


Panin ühe sellise külmunud mullivanni ühe sellise paagi põhja. Pöörasin seda paarisaja vatise võimsusega, paari võimsusega lambipirniga ja avastasin, et see suudab segada terve veepaagi, 10 miljonit gallonit, mis inseneri seisukohast pole isegi mõeldav. . Kuid me suudame seda ikka ja jälle tõestada. Nüüd oleme mitmesajas sellises tankis kogu Ameerikas ja mõnes teises riigis. See toimib 100 protsenti tõhusalt kõigil neil juhtudel.

Sealt edasi hakkasin neid kujundeid fännidele kohandama. Fännid kasutavad 18 protsenti maailma elektrienergiast. Need pole eriti tõhusad. Leidsime ikka ja jälle, et võite võtta maailma parima ventilaatori ja vähendada selle energiat koguni 30 protsenti ja müra peaaegu poole võrra.

Roosi galaktika. Pildi autoriteet: NASA, ESA ja Hubble'i pärandi meeskond (STScI/AURA)

Ja nii me võtsime selle sealt ja läksime igasuguste muude rakenduste juurde – propellerid ja pumbad, paatide kuju, lennukite kuju, tuuleturbiinide kuju. See kehtib kõige kohta, kus on vooge. Nii et peaaegu kõike tööstusmaailmas saab parandada, võttes need kujundid loodusest ja konfigureerides ümber, mida insenerid tänapäeval ehitavad.

Ja veel üks asi on see, et mullivanni puhul pöörleb kõik, mis mullivanni väljastpoolt tuleb, keerisesse ja see imetakse sisse. PAX Scientificis ütleme: 'Loodus imeb', sest tegelikult on see nii. Kui olete rannas ja tunnete oma näol tuult, ei ole selle tuule põhjus teie ees, miski surub tuule teie poole. Selle põhjus on teie taga. Kusagil teie taga atmosfääris on madalrõhusüsteem. Atmosfääris on mingi suur keerisstruktuur, mingi pööris, mis õhku sisse imeb. Ja sa koged seda kui imelihtne. Iga meie universumi keeris töötab sellel põhimõttel.

Kui vaatate, kuidas inimesed ventilaatoreid, pumpasid ja segisteid ja kõike muud pöörlevat ehitavad, pole need imelikud. Nad paiskavad. Tegelikult paiskavad nad vedelikke väljapoole, mitte ei tõmba neid sisse. Neid välja visates tekitavad nad madala rõhu, nii et nad imevad tegelikult torust välja. Kuid see pole absoluutselt nii, nagu loodus selle kujundas. Inimesed kasutavad tsentrifuuge. Loodus ehitab tsentripetaalseid süsteeme. See on vastupidine. Ja just seda olen nendes mikserites kasutanud.

Neid saab kasutada ka atmosfääris. Teostame praegu Ameerika Ühendriikide ülikoolides täiustatud uurimisprojekti, et näidata, et suudame luua ühe sellise termilise atmosfääri atmosfääri ja mõjutada väga suurt ala kuni 20 000–25 000 jalga kõrge ja 20 miili läbimõõduga. Võime minna kohtadesse, nagu LA ja Mexico City või Peking või Teheran, kus on tohutud inversioonikihid ja kohutav reostus, sest kogu see saaste on lõksus basseinis. Kõigi nende linnade ümber on kõrged künkad ja tuult pole piisavalt. Enamik linnu tekitab aga reostust – iga linn tekitab reostust, see reostus tõuseb termaalidele ja seejärel hajub üle ülejäänud mandri või üle ookeani. Kõik maailma linnad teevad seda, välja arvatud need konkreetsed linnad, mida just mainisin.

Pildi krediit:Chris 73

Ja see, mida me oleme näidanud – oleme selle arvutite peal modelleerinud ja kindlasti vees selgelt demonstreerinud –, saame panna ühe neist seadmetest sellisesse linna nagu Peking ja tekitada selle ringlusmustri. Põhimõtteliselt me ​​lihtsalt kiirendame seda, mida loodus juba teeb, sest need mustrid eksisteerivad juba sellistes linnades nagu Los Angeles või Peking, kuid need pole lihtsalt piisavalt võimsad. Nad ei tõsta seda kinnijäänud õhku piisavalt kõrgele, et seda saaks hajutada. Näitame, et saame seda teha väga väikese seadme ja väga väikese energiahulgaga. Nii et see on lahendus sellistele linnadele nagu Teheran, Peking ja Mexico City, kus on tohutuid hingamisteede haiguste terviseprobleeme. Me saame neid inimesi aidata loodust kohandades.