Ученые создали искусственные «цветки», которые собирают 90% энергии, двигаясь за солнцем

Ученые создали искусственные «цветки», которые собирают 90% энергии

Взяв за основу естественную способность растений разворачиваться к Солнцу – фототропизм, ученые создали искусственные «цветки», которые собирают максимальное количество солнечной энергии, двигаясь подобно подсолнухам.

Как сообщают разработчики в журнале Nature Nanotechnology – это то первый искусственный материал, обладающий свойством, аналогичным природному фототропизму. Изобретение получило название SunBOTs и представляет собой крошечные вытянутые цилиндры, способные изгибаться и захватывать около 90% доступного солнечного света, даже в случаях попадания лучей под сильным косым углом.

По словам команды ученых во главе с профессором Си Минь из Калифорнийского университета (UCLA), в будущем новая технология может быть использована для оптимизации солнечных батарей, опреснения воды или создания специальных роботизированных систем.

Ученые создали искусственные «цветки», которые собирают 90% энергии

Ранее исследователи уже представляли искусственные материалы, способные менять форму под действием света, но они обладали минимальной подвижностью. В отличие от них, SunBOTs способны к саморегулированию и занимают оптимальную позицию для поглощения солнечных лучей, постоянно следуя малейшим изменениям направления светового потока.

СОЛНЕЧНЫЕ И ВЕТРОВЫЕ УСТАНОВКИ ОБЕСПЕЧАТ БОЛЕЕ ДЕШЕВУЮ ЭНЕРГИЮ, ЧЕМ УГОЛЬНЫЕ И ГАЗОВЫЕ СТАНЦИИ

Это свойство было обеспечено благодаря особой конфигурации SunBOTs: в полимеры в виде тонких стеблей около 1 мм в диаметре встроен наноматериал, который поглощает свет и преобразует его в тепло, а тело полимера уменьшается в ответ на повышение температуры. Это заставляет вершину стебля изгибаться в сторону света. Вновь затененная нижняя часть устройства охлаждается, останавливая движение в состоянии максимальной абсорбции энергии. Процесс повторяется с изменением направления луча света.

Ученые говорят, что «СанБоты» можно группировать, создавая специальные покрытия – «миниатюрные поля из подсолнечника». Поверхности с таким покрытием могут решить одну из самых больших проблем в солнечной энергетике: неспособность гелиосистем автоматически следовать за движением Солнца.

Статичные устройства – вроде фотоэлементов в солнечных модулях – захватывают около 24% имеющейся солнечной энергии. В то время как массив SunBOTs, повернутый в сторону Солнца, может собрать около 90% энергии его света.

НАЙДЕН СПОСОБ КАК ДОБЫВАТЬ ЭНЕРГИЮ ИЗ СВЕТА

На воплощение разработки инженеров UCLA в реальный коммерческий продукт может уйти не один год. Но уже сегодня в продаже есть другое устройство для сбора солнечной энергии, имитирующее подсолнух – солнечный цветок SmartFlower.

источник: sciencenews.org