段奇清

千百年来，森林火灾问题一直困扰着人类。

为了对森林火灾进行防控，不久前，有专家开始利用无线电传感网络技术，对森林的气候以及相关情况进行预测。为传感网络供电的不是普通的电能，而是比较安全的太阳能。

然而，有一天森林大火还是发生了，而且火灾发生之前，无线电传感网络一点显示也没有。这又是怎么一回事呢？原来，太阳能在森林无线电传感网络应用中，也有一个致命的缺陷，这就是森林中的落叶很快就堆积得很厚，严重影响了太阳能设备对阳光的接受。要解决这一问题，唯一的办法就是用人工不停地清扫这些植被。那天由于疏忽，工作人员清扫不及时，电能不足使得无线电传感网络运转停止。

美国麻省理工学院教授梅辛对这件事开始关注，他想，有没有更好的能源代替太阳能呢？每棵树都应该是有电的，能不能就地取材利用树木发电呢？这一想法让他感到非常兴奋，他立即着手进行研究。

不久，他的猜想被验证：由于树木每时每刻都在新陈代谢，这导致树根处的土壤和附近土壤的pH值有所差异。带电离子会在附近土壤和根部土壤之间不断流动，这样就产生了一种固定的pH值差异，从而能驱动任何蓄能装置来采集电力。

由于枫树有着肥硕的叶子，新陈代谢会更快，梅辛的首选就是枫树。将电极插入枫树后，森林无线电传感网络从此就有了新能源。而且没多久，利用大树根部及附近土壤pH值的差异发电的技术就开始服务于美国林业局。

可梅辛并没有停步，因为树木有着多个侧面，各个侧面从来都不是静止的，不静止就会有差异，只要有差异就能产生能量。他想，要是利用树木发电来作为路灯的电能，森林也就更为安全了。

于是，梅辛带着几名助手，携带了一堆发光二极管和其他一些电子元件，长年累月在森林中鼓捣。他真的又有了新的发现，譬如：刮风时，树叶随风摆动，会产生动能，也就可以利用动能发电；暴露在外的树叶和树枝每天都在不断蒸腾，温度比埋在土壤里的根部要低好几摄氏度，这样就可利用温差发电……

树木浑身是电，不过，又有一个问题摆在了梅辛的面前，这就是无线电传感网络的用电是微量的，而路灯的电量会是它的数百上千倍。因为他已测量过，就是电能最多的枫树平均也不过是0.2伏的电压，而一般树的电压低至0.02伏，这样的电能是无法给常规的电池充电的。

可不可以利用某种电子器件，来增加大树的电压呢？结果是，所有的电子器件，比如变压器等，都不能使用。因为这些电子器件本身耗能太大，大树的那点电能几乎被电子器件消耗殆尽，根本不可能产生路灯所需的电。

不久后，奇迹出现了。一天，梅辛将一根电线挂在树上，电源一接上，璀璨的电光就晃得人睁不开眼。原来，他已主导开发出了“纳米级超低功耗能源采集器”和每隔几秒钟被唤醒一次的“毫微瓦级时钟电路”。

采集器工作时的能耗只有10纳瓦，也就是10亿分之一瓦；而用来调节大树发电时间的“时钟电路”，休眠模式下功耗只有1纳瓦，被唤醒时只需要0.35伏的电压。有了它们，一般大树的电压立即从0.02伏骤升至1.1伏，几乎相当于一节五号电池。大树增压的问题就这样被奇妙地解决了。

由于有了创下“电子元件功耗最低纪录”的这两样宝贝，不仅使得利用大树发电作为路灯的电能成为现实，而且梅辛还对无线电传感网络进行了改进。这就是：每英亩只需选择4棵大树安装传感器，安装了传感器的大树也就变成了一块电池。这种新的超低功耗传感器，能够通过任何树木发送传感数据，传感数据会从一个节点传输至另一个节点，直至抵达一个地区的气象站，气象站把来自各棵树上传感器读数通过中继发给中央火灾预测计算机。由此，无线电传感网络技术又有了一个质的飞跃。

如今，梅辛与华盛顿大学电气工程师巴巴克·帕维兹,除了利用树木发电外，还尝试用其他植物发电。目前他们已获得了一些基本数据，比如说，马铃薯的电流是0.3毫安，橘子则是0.7毫安，而西红柿的电流有1毫安。他们要打造出一种最安全、最清洁的电能，造福于人类。