Полимер, способен да се движи като слънчоглед след Слънцето, ще събира 90% от енергията

Вземайки за основа естествената способност на растенията да се завъртват към Слънцето (явлението фототропизъм), учените са създали изкуствени „цветове”, които събират максимално количество слънчева енергия, движейки се подобно на слънчогледите.

По думите на участниците в екипа от Калифорнийския университет в Лос Анджелис (University of California, Los Angeles – UCLA), начело с професор Си Мин, в бъдеще тази технология може да бъде използвана за оптимизация на слънчевите батерии, за обезсоляване на морска вода или да осигурява движението на специални роботизирани системи.

Както съобщават изследователите в списание Nature Nanotechnology, това е първият изкуствен материал, притежаващ свойства, аналогични на природния фототропизъм. Изобретението е получило името SunBOT’s и представлява сбор от миниатюрни цилиндърчета , способни да се огъват и да улавят 90% от достъпната слънчева светлина, даже при попадането и под много голям ъгъл.

По-рано други изследователи са представяли изкуствени материали, способни да променят формата си под въздействие на светлината, но те са имали минимална подвижност и са спирали движението си произволно. За разлика от тях, SunBOT’s са способни да се саморегулират и да заемат оптимална позиция за поглъщане на слънчевите лъчи, постоянно следвайки най-малките изменения на посоката на светлинния поток.

Това се обезпечава благодарение на особената конфигурация на SunBOT’s. В полимери във вид на тънки стъбла с диаметър около 1 мм е вкаран наноматериал, който поглъща светлината и я преобразува в топлина. Тялото на полимера намалява в следствие на повишаването на температурата. Това заставя върховете на стъблата да се огъват по посока на светлината. Отново засенчената долна част на устройството се охлажда, спирайки движението в положение, осигуряващо максимално абсорбиране на енергията. Процесът се повтаря с промяна посоката на светлинния лъч.

За да създадат своите първоначални SunBOTs, изследователите са използвали златни наночастици и хидрогел. Но тестове с други материали , такива като наночастици от сажди и течнокристални полимери показали, че компонентите могат да бъдат смесвани и съчетавани.

Учените твърдят, че SunBOT’s могат да се групират, създавайки специални покрития, наречени от тях „миниатюрни слънчогледови полета”. Повърхност с такова покритие може да реши един от най-големите проблеми на слънчевата енергетика. – неспособността на хелиосистемите да следват движението на Слънцето. Статичните устройства , такива като фотоволтаичните панели, улавят около 24% от падащата слънчева енергия. В същото време масив от SunBOT’s, следящ движението на Слънцето може да събира около 90% от слънчевата енергия.

Пред екипа от  UCLA престои още доста работа до момента, когато тяхното изобретение се превърне в търговски продукт.

Източник