https://bitly.su/s6ia7
Стебли подсолнечника перемещаются в течение дня так, что их цветущие головы всегда смотрят прямо на солнце, где бы оно ни было в небе.
Этот фототропизм помогает растениям впитывать максимальное количество солнечного света. Ученые с трудом копировали эту способность с помощью синтетических материалов.
До сих пор Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе только что разработали материал с такой же способностью отслеживать солнце. Они описывают его как первый синтетический фототропный материал.
В форме стержней, так называемые SunBOT могут двигаться и сгибаться, как миниатюрные стебли подсолнечника. Это позволяет им улавливать около 90 процентов доступной солнечной энергии. Это более чем в три раза больше энергии, чем у лучших современных солнечных систем.
Люди часто черпают вдохновение из окружающего их мира. Ученые также могут искать ключи к новым открытиям в поисках растений и животных. Симин Хэ является учёным-материаловедом. Она и ее команда нашли идею для своего нового материала в подсолнухах.
Другие ученые создали вещества, которые могут сгибаться в сторону света. Но эти материалы останавливаются в случайном месте.
Они не двигаются в лучшем положении, чтобы поймать солнечные лучи, а затем остаются там до тех пор, пока снова не наступит время двигаться. Новые Sun BOTs делают. Весь процесс происходит почти сразу.
В ходе испытаний ученые направляли свет на стержни под разными углами и в разных направлениях. Они также использовали различные источники света, такие как лазерная указка и машина, имитирующая солнечный свет.
Что бы они ни делали, Sun BOTs следовали за светом. Они согнулись в сторону света, а затем остановились, когда свет перестал двигаться - все сами по себе.
https://bitly.su/pobnKj
Как изготавливаются Sun BOT'ы
SunBOT состоит из двух основных частей. Один из них - разновидность наноматериала. Он состоит из миллиардных кусков материала размером в миллиардную долю метра, который реагирует на свет нагревом. Исследователи внедрили эти нано-биты в нечто, известное как полимер.
Полимеры - это материалы, изготовленные из длинных, связанных между собой цепочек небольших химических веществ. Полимер, который он выбрал в своей команде, уменьшается, когда нагревается. Вместе полимер и нано-биты образуют стержень. Вы можете подумать, что это что-то вроде цилиндра твердого клея.
Что такое полимеры?
Когда Его команда излучала свет на один из этих стержней, сторона, обращенная к свету, нагревалась и сжималась.
Это согнуло стержень в сторону луча света. Как только верхняя часть стержня была направлена непосредственно на свет, его нижняя сторона остыла и изгиб прекратился.
Его команда создала свою первую версию SunBOT, используя крошечные кусочки золота и гидрогель - гель, который любит воду.
Но они обнаружили, что они также могут делать SunBOT и из многих других вещей.
Например, они заменили золото крошечными кусочками черного материала.
И вместо геля они использовали один вид пластика, который расплавляется, когда становится жарко.
Это означает, что ученые теперь могут смешивать и сопоставлять две основные части, в зависимости от того, для чего они хотят использовать их. Например, те, что сделаны с гидрогелем, могут работать в воде. SunBOT, изготовленные из черного наноматериала, стоят дешевле, чем изделия из золота.
Это говорит о том, что "ученые могут использовать Sun BOTs в различных условиях для различных применений", - говорит Сын Вук Ли. Он биоинженер в Калифорнийском университете, Беркли, который не работал на Sun BOTs.
Он предполагает, что SunBOT могут быть выстроены в ряд, чтобы покрыть всю поверхность, такую как солнечная батарея или окно. Такое меховое покрытие было бы "как мини подсолнечник", говорит она.
Действительно, покрытие поверхностей приборами Sun BOTs может решить одну из самых больших проблем солнечной энергии. В то время как солнце движется по небу, неподвижные предметы, такие как стена или крыша, не перемещаются. Вот почему даже сегодня лучшие солнечные батареи улавливают только около 24 процентов солнечного света.
Некоторые солнечные батареи могут быть повернуты днем, чтобы следовать за солнцем. Но их перемещение требует много энергии. SunBOT, напротив, могут двигаться лицом к лицу со светом в одиночку - и для этого им не нужна дополнительная энергия.
Отслеживая солнце, SunBOT способны поглощать почти весь доступный солнечный свет, говорит Ли, в Беркли. "Это главное, чего они добились."
Химинь Хе считает, что неподвижные солнечные батареи когда-нибудь можно будет модернизировать, покрыв их поверхности лесом SunBOT. Положив маленькие волоски на панели, она говорит: "Нам не нужно двигать солнечную батарею". "Эти маленькие волосы справятся с этой работой."