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.
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.
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.
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.