ساخت آفتابگردان مصنوعی که به سمت نور می چرخد! خبرنگاران
به گزارش جعبه مهر، به تازگی یک آفتابگردان فوتونیک با یاری فناوری نانو طراحی و ساخته شده است که به سمت منبع نور چرخش می نماید و با ردیابی نور، میزان نوردهی را به بیشینه مقدار خود می رساند.
به گزارش گروه فناوری خبرنگاران؛ محققان دانشکده مهندسی دانشگاه تافتس، دستگاهی کامپوزیتی حساس به نور ساختند که قادر به انجام حرکات دقیق بوده و بدون احتیاج به سیم یا سایر مواد عملگر یا منابع انرژی، تشکیل اشکال پیچیده سه بعدی می دهد. این دستگاه، ترکیبی از بلور های فوتونی قابل برنامه ریزی با کامپوزیت الاستومری است که می تواند در مقیاس ماکرو و نانو مهندسی گردد تا به نور پاسخ دهد.
این تحقیق راه های جدیدی را برای توسعه سیستم های هوشمند مبتنی بر نور مانند سلول های خورشیدی با راندمان بالا و خود تنظیم باز می نماید، دستگاه هایی که به طور اتوماتیک جهت و زاویه نور خورشید را دنبال می نمایند. این فناوری دریچه ای به سوی سامانه های میکروسیالی فعال شده با نور یا ربات های نرم باز می نماید.
مواد فوتونیکی که توسط تیم تافتز طراحی شده اند از اتصال دو لایه به هم ایجاد می گردد: یک فیلم اوپال مانند، ساخته شده از فیبروئین ابریشم که با نانوذرات طلا (AuNPs) ترکیب شده و بلور های فوتونی تشکیل داده است و یک لایه زیرین که از جنس پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS)، پلیمر بر پایه سیلیکون، تشکیل شده است.
علاوه بر انعطاف پذیری، دوام و خصوصیات نوری قابل توجه، فیبروئین ابریشم در داشتن ضریب منفی انبساط حرارتی (CTE) غیرمعمول شهرت دارد، به این معنی که هنگام گرم شدن منقبض می گردد و در هنگام سرد شدن منبسط می گردد. در مقابل، PDMS دارای CTE بالایی است و درصورت گرم شدن به سرعت منبسط می گردد. در نتیجه، وقتی این ساختار مهندسی شده در معرض نور قرار می گیرد، یک لایه خیلی سریعتر از لایه دیگر گرم می گردد؛ بنابراین، با انبساط یک طرف و انقباض یا انبساط دیگر، این ساختار خم می گردد.
محققان فیلم های بلوری فوتونیک را با استفاده از شابلون و سپس قرار دادن آن ها در معرض بخار آب برای فراوری الگو های خاص برنامه ریزی کردند. آفتابگردان فوتونیک فراوری شده در این پروژه، قادر بود تا زاویه بین سلول های خورشیدی و پرتوی لیزر را تقریباً ثابت نگه دارد و با حرکت نور، بازده سلول ها در بیشینه ترین میزان ممکن حفظ گردد. این سیستم با نور سفید همانند نور لیزر کار می نماید. چنین سیستم هایی می تواند به طور بالقوه راندمان تبدیل نور به انرژی را برای صنعت انرژی خورشیدی افزایش دهد. در این پروژه محققان پروانه ای ساختند که بال های آن در پاسخ به نور باز و بسته می شد.
منبع: خبرگزاری دانشجو