ساخت آفتابگردان مصنوعی كه به سمت نور می چرخد
به گزارش مداربسته محققان دانشکده مهندسی دانشگاه تافتس اخیرا یک آفتابگردان فوتونیک با کمک فناوری نانو طراحی و ساخته اند که به سمت منبع نور چرخش می کند و با ردیابی نور، میزان نوردهی را به بیشینه مقدار خود می رساند. این فناوری برای بهبود بازده سلول های خورشیدی مناسب می باشد.
به گزارش روز دوشنبه ستاد توسعه فناوری نانو، 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، تلفیقی از بلورهای فوتونی قابل برنامه ریزی با کامپوزیت الاستومری است که می تواند در مقیاس ماکرو و نانو مهندسی شود 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 کند، دستگاه هایی که به صورت خودکار جهت و زاویه نور خورشید را دنبال می کنند، این فناوری دریچه ای به سمت سامانه های میکروسیالی فعال شده با نور یا ربات های نرم باز می کند.
مواد فوتونیکی که توسط تیم تافتس طراحی شده اند از اتصال دو لایه به هم ایجاد می شود: یک فیلم اوپال مانند، ساخته شده از فیبروئین ابریشم که با نانوذرات طلا (AuNPs) ترکیب شده و بلورهای 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 مفهوم که هنگام گرم شدن منقبض می شود و هنگام سرد شدن منبسط می شود.
در مقابل، PDMS دارای CTE بالایی است و درصورت گرم شدن به سرعت منبسط می شود. در نتیجه، وقتی این ساختار مهندسی شده در معرض نور قرار می گیرد. یک لایه خیلی سریعتر از لایه دیگر گرم می شود. بنابراین، با انبساط یک طرف و انقباض یا انبساط دیگر، این ساختار خم می شود.
محققان فیلمهای بلوری فوتونیک را با استفاده از شابلون و سپس قرار دادن آنها در معرض بخار آب برای تولید الگوهای خاص برنامه ریزی کردند. آفتابگردان فوتونیک ساخته 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 شود. این سیستم با نور سفید همانند نور لیزر کار می کند. چنین سیستم هایی می تواند به صورت بالقوه راندمان تبدیل نور به انرژی را برای صنعت انرژی خورشیدی افزایش دهد.
نتایج در ارتباط با پروژه ساخت «آفتابگردان فوتونیک» که گلبرگ های آن به سمت نور می چرخد، در نشریه Nature Communications به چاپ رسیده است. در این پروژه محققان همینطور پروانه ای ساختند که بال های آن در پاسخ به نور باز و بسته می شد.
منبع: newcctv.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب