Искусственные «подсолнухи» тянутся к свету для сбора энергии

Приборы, получающие энергию от света придуманы уже давно. Но есть в них один значительный минус — они не двигаются вслед за источником. А свет, поступающий под углом около 75 градусов, несет на 75 процентов меньше энергии. Чтобы решить проблему потери плотности энергии при наклонном падении, ученые обратили внимание на способность подсолнухов поворачиваться в сторону Солнца.

Они называли свое изобретение подсолнечноподобным биометическим всенаправленным трекером. Среди кандидатов на материалы были гидрогель, содержащий наночастицы золота, клубок светочувствительных полимеров и тип жидкокристаллического эластомера, в который добавили светопоглощающий краситель. Из каждого материала была сделана нить шириной в миллиметр и длиной в несколько сантиметров. При наведении лазера крошечные искусственные стебли быстро реагировали на тепло света, сжимаясь с одной стороны и расширяясь с другой, вызывая изгиб нити и наклонение к лазеру.

Для проверки своих синтетических подсолнухов, ученые собрали разработанную систему и погрузили ее наполовину в воду. Чтобы оценить возможности изобретения, они определили, сколько света было преобразовано в тепло, измерив водяной пар. Результаты показали, что новые солнечные батареи оказались в четыре раза эффективнее существующих установок.

Эта работа может быть полезна для усовершенствования солнечных комбайнов, адаптивных приемников сигналов, солнечных парусов для космических кораблей и саморегулирующихся устройств с оптическими датчиками.

Фото: Qian et al., Nature Nanotechnology