Ученые создали крохотные искусственные подсолнухи — Naked Science
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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 18:50
7 минут
Василий Парфенов

С момента появления систем автономного вождения многие задавались вопросом: а как они будут выглядеть в идентичных условия? К счастью, у нас наконец-то появилась возможность сравнить два самых известных автомобильных автопилота: системы разработки Tesla и Waymo — дочерней структуры Alphabet, владеющей Google. Машины проехали по одному маршруту, но сделали это совершенно по-разному, что весьма удивляет.

Сегодня, 10:55
31 минута
Василий Парфенов

Минувшая неделя озарилась одним из самых впечатляющих достижений человечества — успешной посадкой сложнейшего робота весом более тонны на поверхность другой планеты. Более того, этот процесс впервые снимали на видео сразу несколько камер в высоком разрешении. Опубликованный NASA ролик оказался не только занимательным зрелищем, но и самой настоящей научно-детективной короткометражкой.

11 часов назад
9 минут
Мария Азарова

По числу одобривших его использование стран российский препарат обогнал даже так называемого фаворита Запада — вакцину от Pfizer и BioNTech.

2 марта
42 минуты
Редакция

Все знают, что нефть — это углеводороды. Но из чего она образовалась? Правда ли, что из динозавров? И сколько миллионов лет нефти, из которой сегодня делают бензин и сотни других важных окружающих нас вещей? Разбираемся, какие запасы нефти залегают в России и сколько их осталось, почему их до сих пор не добыли, а также, как это связано с существами, которые жили миллионы лет назад.

2 марта
5 минут
Сергей Васильев

Моделирование показало, что через миллиард лет атмосфера нашей планеты переживет резкие изменения и потеряет весь свой кислород, отбросив жизнь к древнейшим анаэробным формам.

Позавчера, 07:05
10 минут
Василий Парфенов

Американские исследователи проанализировали данные опросов молодежи в возрасте от 18 до 23 лет с 2007 по 2017 год и обнаружили несколько факторов, коррелирующих с общей тенденцией к снижению популярности случайного секса, то есть нерегулярных половых связей вне постоянных романтических отношений. Среди наиболее заметных — возросшая вовлеченность в компьютерные игры, жизнь под одной крышей с родителями и меньшее употребление алкоголя.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[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: