"Alla försöker få gratis energi - från vinden, från vågorna, från solen, sa Dani Levin, en Duke MEMS Ph.D. student i professor Earl Dowells labb.

Som en rymdingenjör som är specialiserad på att designa strukturer för att undvika destruktiva vibrationer, det var bara naturligt för Levin att närma sig strävan efter hållbar energi genom att tillämpa vad han vet om fladder och begränsa cykelsvängningar, eller LCO.

På grund av dess potential att orsaka strukturella fel, fladder är nästan alltid konstruerad ur strukturer. "Vanligtvis är fladder inte önskvärt, " sa Levin. "Men ibland kan våldsamt fladder förvandlas till måttlig LCO, som inte kommer att orsaka fel, och det här kan vara användbart." Levin ville utforska potentialen i att utnyttja energin som genereras av fladder, och han tog en sexmånaders omväg från sitt avhandlingsarbete, med stöd av sin rådgivare.

Levin satte upp ett experiment i aeroelasticitetslaboratoriets vindtunnel, med hjälp av en tunn aluminiumplatta och piezoelektriska element, som genererar spänning som svar på mekaniska påfrestningar som fladder. Han fann att genom att öka vibrationernas frekvens och amplitud, skapa mer krökning i vibrationsrörelsen, använda effektiva piezoelektriska element och minska lufthastigheten, han kunde pressa ut mest kraft från plattans rörelse – ibland ökade effektiviteten med mer än 200 procent.

Finns storskaliga fladdergårdar i vår framtid? Antagligen inte, sa Levin. "Min vision för detta är, kanske du går på en lång vandring, på en molnig dag. Du har ingen solenergi för att ladda din telefon. Men du har en hopvikt generator i väskan som du kan ta ut, låt den fånga vinden när du vandrar, och den kan ladda din telefon. Du kan gå ännu längre och kombinera sol och vind. Det är skalbart och användbart. Och, " lade han skämtsamt till, "det involverar inte skrämmande matematik. Vi använder något som är så enkelt och så grundläggande - åtminstone för en rymdingenjör."

Levin kommer att presentera sitt projekt, med titeln "Förbättra piezoelektrisk energiskörd från ett aeroelastiskt system, " vid International Forum on Aeroelasticity and Structural Dynamics i Savannah, Georgien i juni 2019.