Изгибающиеся под воздействием перемещения источника света микроструктуры поглощают энергию в четыре раза лучше традиционных солнечных батарей.
Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Университета штата Аризона разработали биомиметический многонаправленный трекер солнечной энергии, или SunBOT. Маленькие структуры из термочувствительного материала могут сгибаться к источникам света для лучшей поглощаемости. поглощать.
Ученые много лет занимаются имитацией реакции растений на солнечный свет. Быстрые ответные действия, появляющиеся в ответ на несмещатое и рассеянное освещение, называют настиями. Примером такого поведения служат одуванчики: их соцветия раскрываются при ярком свете и закрываются при его уменьшении.
Имитация структуры растительных стеблей с помощью синтетических материалов оказалось сравнительно несложной задачей. Значительно сложнее воспроизвести фототропизм — способность растений изменять положение или направление роста органов в зависимости от направления света. Подсолнух, демонстрирующий движение соцветий за солнцем в течение дня, является классическим примером фототропизма.
Материал с фототропизмом пригодится для создания фотоэлектрических устройств, которые смогут лучше всего использовать энергию из непостоянного источника. опубликованной в Nature NanotechnologyУчёные разработали способ изготовления искусственных микроподсолнухов, имитирующих поведение настоящих растений.
Учёные протестировали разные материалы для новой технологии: гидрогель с золотом, светочувствительные полимерные волокна и эластомер из жидкокристалликов с красителями, поглощающими свет. Из каждого материала сделали нити длиной несколько сантиметров и толщиной около миллиметра. Затем поместили их на границу воды и воздуха, чтобы оценить эффективность поглощения энергии по количеству испаряющейся жидкости.
Эти миниатюрные подсолнухи реагировали на сфокусированный лазерный луч, поворачиваясь к источнику света. Результаты измерений показали, что система из таких фототропных элементов примерно в четыре раза эффективнее обычных неподвижных солнечных панелей.
Искусственные подсолнухи SunBOT пригодятсяФототропические элементы пригодны не только для солнечной энергетики. Их можно применять в создании адаптивных приемников оптических сигналов, «умных» окон, солнечных парусов для космических аппаратов, оптических систем наведения и роботизированных медицинских систем.