06.11.2019
Денис Гордеев
18 141

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.
Вчера, 13:04
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

Вчера, 21:28
Мария Азарова

По словам ученых из США, это первое исследование, в котором физическая утомляемость у пожилых людей рассматривается как показатель более ранней смертности от всех причин.

Позавчера, 17:39
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

Позавчера, 17:39
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

Вчера, 13:04
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

21 января
Илья Ведмеденко

В конце 2021 года российским ВКС передали два новых Су-57. О поставке первого серийного истребителя пятого поколения сообщили в 2020-м.

26.12.2021
Александр Березин

Российская тяжелая ракета имеет все шансы взлететь после Starship, хотя ее начали создавать на 20 лет раньше, да и по параметрам она радикально уступает детищу Илона Маска. Попробуем разобраться, почему любая попытка создать классическую ракету в наши дни — пустая трата времени и средств. А заодно дать ответ на вопрос, какую космическую ракету на самом деле стоит создавать России.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: