Ученые создали крохотные искусственные подсолнухи — Naked Science
6 ноября
5 минут
Денис Гордеев

Ученые создали крохотные искусственные подсолнухи

Микроструктуры, изгибающиеся в ответ на изменение положения источника света, поглощают энергию вчетверо эффективнее классических солнечных панелей.

Микроподсолнухи изгибаются, реагируя на положение лазера
Микроподсолнухи изгибаются, реагируя на положение лазера / © Qian, Zhao, Alsaid et al., Nature Nanotechnology et al.

Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Университета штата Аризона создали биомиметический многонаправленный трекер солнечной энергии, или просто SunBOT. Эти крохотные структуры из термочувствительного материала способны сгибаться в направлении источников световой энергии, чтобы максимально эффективно ее поглощать.

Ученые уже давно работают над имитацией реакций растений на солнечный свет. Быстрые реакции подобного рода, которые возникают в ответ на ненаправленное и рассеянное освещение, называются настиями. Пример подобного поведения можно увидеть у одуванчиков: их соцветия-корзинки раскрываются при ярком освещении и закрываются, когда света становится меньше.

Сымитировать настии растений при помощи синтетических материалов оказалось не так уж сложно. Куда труднее воспроизвести фототропизм — изменение положения или направления роста органов растений в зависимости от направления светового потока. Классический пример фототропизма — движение соцветий подсолнечника за солнцем в течение дня.

Материал, который может проявлять фототропизм, был бы чрезвычайно полезен при создании фотоэлектрических устройств, чтобы они могли максимально эффективно улавливать энергию от нестационарного источника. В статье, опубликованной в Nature Nanotechnology, ученые описали процесс создания искусственных микроподсолнухов, которые ведут себя подобно настоящим растениям.

Исследователи перебрали несколько видов материалов для создания своей технологии, включая гидрогель с частицами золота, волокна светочувствительного полимера и жидкокристаллический эластомер со светопоглощающими красителями. Из каждого материала сформировали нити длиной несколько сантиметров и толщиной около миллиметра, а затем поместили их на границе раздела воды и воздуха, чтобы по количеству испаряемой жидкости определить эффективность поглощения энергии.

Такие микроподсолнухи реагировали на сконцентрированный лазерный луч, изгибаясь в сторону источника излучения. Измерения пара показали, что система, состоящая из таких фототропических элементов, примерно в четыре раза эффективнее, чем классическая неподвижная солнечная панель.

Искусственные подсолнухи SunBOT пригодятся не только в солнечной энергетике. Фототропические элементы можно использовать для создания адаптивных приемников оптических сигналов, «умных» окон, солнечных парусов для космических кораблей, оптических систем наведения и роботизированных медицинских систем.

Позавчера, 10:51
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

Вчера, 15:33
40 минут
Александр Березин

Женщины заводят ребенка не от мужа тем чаще, чем ниже его социальная ценность. Попробуем разобраться, как биология подталкивает их к изменам и почему моногамия имеет все шансы на реванш.

Позавчера, 15:36
3 минуты
Никита Шевцов

В регионе Внутренняя Монголия в Китае подтвердили вспышку бубонной чумы. Заразился уже третий человек за последний месяц.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

Позавчера, 10:51
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

Вчера, 15:33
40 минут
Александр Березин

Женщины заводят ребенка не от мужа тем чаще, чем ниже его социальная ценность. Попробуем разобраться, как биология подталкивает их к изменам и почему моногамия имеет все шансы на реванш.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

Позавчера, 10:51
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

12 ноября
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: