از نویز های محیطی انرژی های مفید استخراج می شود

محققان آلماني و اسپانيايي با استفاده از پديده‌اي به نام ‏رزونانس تصادفي موفق به استخراج انرژي مفيد از نويزهاي محيطي شدند.

يک مولکول هيدروژن به تنهايي براي به حرکت درآوردن جسمي با جرمي بيشتر از خود ‏مولکول هيدروژن بکار گرفته شد.

آزمايشات انجام ‏گرفته شامل بکارگيري نوک يک ميکروسکوپ نيروي اتمي نصب‌ شده بر روي پايه ‏ارتجاعي فنرمانند است که با استفاده از نويزهاي محيطي ماشين‌هاي نانومتري يا حتي ‏بزرگتر را بکار مي‌اندازد.

رزونانس تصادفي يا اتفاقي در سيستم‌هاي پيچيده بويژه در موجودات زنده بعنوان ‏پمپاژکننده انرژي بسيار شناخته شده است. اين پديده سيگنال‌هاي دوره‌اي ضعيف را با ‏استفاده از سيگنال‌هاي نويز در محيط اطراف که ناشي از نوسانات اتفاقي در سيستم است، ‏تقويت مي‌کند. اين نوسانات که در همه جا يافت مي‌شوند، مي‌توانند از تغييرات دما يا ‏حرکت الکترون‌ها و فوتون‌ها ناشي شوند. ‏

دانشمندان درصددند تا اين قابليت در طبيعت را براي جمع‌آوري انرژي از نويزهاي اتفاقي ‏مشابه‌سازي کنند. در حال حاضر «خوزه پاسکواِل» و همکارانش در دانشگاه ‏Freie‏ برلين و ‏CIC ‎nanoGUNE‏ سن سباستين براي دستيابي به اين هدف گام‌هايي رو به جلو برداشته‌اند و نشان ‏داده‌اند که حرکات تصادفي يک مولکول در حال لرزش هيدروژن مي‌تواند براي به حرکت ‏در آوردن يک پايه مکانيکي استفاده شود. ‏

مولکولي که در حال حرکت تصادفي است، ‏حين نزديک شدن به نوک (رنگ قرمز) تمايل ‏به صرف زمان بيشتري را در فشار دادن نوک به ‏بالا نشان مي‌دهد. در حالتي که نوک بالاتر قرار ‏گرفته است، مولکول نويز با تغيير به وضعيت ‏ديگر (رنگ آبي) نوک را تحت اثر کمتري ‏قرار مي‌دهد. اين تغييرات دوره‌اي نيرو روي ‏نوک حرکت آن را سبب خواهد شد.‏

اين محققان از حسگر يک ميکروسکوپ نيروي اتمي بصورت يک نوک نصب شده ‏روي پايه فنرمانند ارتجاعي کوارتز استفاده کردند. سپس يک مولکول هيدروژن را بين نوک ‏و صفحه مسي قرار داده و ولتاژ ناچيزي (در حدود ‏‎0.1V‎‏) بين نوک و صفحه اعمال کردند. ‏اين ولتاژ ناچيز سبب مي‌شود که اتم هيدروژن بصورت تصادفي بين دو موقعيت تغيير مکان ‏داده و متعاقبا پايه شروع به نوسان کند. ‏

«پاسکواِل» در اين رابطه گفت: ما بر اين باوريم که پايه به علت رزونانس تصادفي ناشي از ‏حرکت مداوم و تصادفي اتم هيدروژن و حرکت تناوبي نوسانگر مکانيکي براي تشديد انتقال ‏انرژي از مولکول به پايه به حرکت درمي‌آيد. حرکت تصادفي مولکول هيدروژن بطور ‏فزاينده‌اي نيروهايي در مقياس نانو به نوک ميکروسکوپ وارد کرده و آن را به نوسان وادار ‏مي‌کند.

وي همچنين افزود: در تحقيق حاضر مولکول هيدروژن به واسطه ولتاژ الکتريکي به ‏حرکت در آمده، ولي در حال حاضر نمي‌توان گفت که اين حرکت نمي‌تواند ناشي از ساير ‏منابع انرژي نظير نور باشد. مشاهدات اين گروه تحقيقاتي مي‌تواند براي طراحي موتورهاي ‏مولکولي مورد استفاده واقع شود.