Panouri solare mai performante – inspirate de către… aripile fluturilor

Aripile unora dintre speciile de fluturi reprezintă unele dintre cele mai frumoase opere de artă ale Naturii. Aripile fluturilor Pachliopta aristolochiae mai prezintă, după cum au observat specialiștii, și o neobișnuită capacitate de a absorbi lumina. Iar acest fapt le face foarte interesante pentru cercetătorii preocupați de îmbunătățirea celulelor fotovoltaice.

Teoretic, un obiect de culoare neagră absoarbe lumina și nu o reflectă mai deloc. În practică, cele mai negre suprafețe tot reflectă o cantitate mică de lumină. Cărbunele de lemn reflectă circa 4%. Vantablack – cea mai neagră substanță produsă până acum, alcătuită din nanotuburi de carbon care captează energia sub formă de fotoni și o transformă în căldură – reflectă numai 0,035% din lumina pe care o receptează. Un obiect obișnuit de culoare neagră reflectă apreciabil mai multă lumină.

Fluturii Pachliopta aristolochiae au aripi care absorb aproape toată lumina la care sunt expuse, fapt ce îi ajută să fie niște insecte „stealth”, mai greu de reperat de către prădători. Este o adaptare ce îi ajută să supraviețuiască, să se reproducă. Aripile lor captează lumina solară în întregul spectru acoperit, după cum arată cercetătorii de la California Institute of Technology.

În urma examinării în detaliu a compoziției aripilor acestor fluturi s-a încercat imitarea acestora, în speranța de a obține poprietăți similare de absorbție fotonică, pentru celulele fotovoltaice. S-a obținut o structură asemănătoare, prin alăturarea a doi polimeri.

Panourile solare clasice, pe bază de cristale de siliciu, nu sunt capabile să absoarbă toată lumina provenită de la Soare. Aripile fluturilor Pachliopta aristolochiae dețin unele zone mate de culoare neagră, ce rezintă mici cavități, cu diametre de aproximativ 300 nanometri, cu mare capacitate de absorbție. Densitatea distribuției acestor minuscule găuri determină existența mai multor tipuri de negru, pe suprafața aripii.

Folosindu-se de informațiile obținute, oamenii de știință au fabricat o peliculă subțire, material care s-a vădit deosebit de eficient în captarea luminii. Noul material poate absorbi de peste trei ori mai mulți fotoni, la o înclinație de 50 de grade față de sursa de lumină. Acum, oamenii de știință iau în calcul și mai multe îmbunătățiri, cum ar fi utilizarea unor microstructuri sub formă de piramide inversate, în compoziția celulelor fotovoltaice inspirate de către suprafața aripilor de fluture.

Sursa: www.iflscience.com

Autor: Tomi Tohaneanu

Cunoaşte Lumea --> Prima pagină