Нанокомпозит

При создании чего-либо нового, нужно внимательно оглядеться по сторонам, понаблюдать за природой. Часто она дает дельные советы и оставляет подсказки….

Солнечная батарея статична, а погода пасмурная. Как достичь выработки энергии при таких условиях? В Америке исследователи нашли довольно простой ответ - подсолнухи постоянно отслеживают положение светила, поворачиваясь вслед за ним. (Вероятно так делают все теплолюбивые и светолюбивые растения).

Угол между солнечной батареей и падающими на нее лучами чрезвычайно важен для достижения максимальной эффективности абсорбции света, а потому вместе с дорогими солнечными панелями принято поставлять сложную и не менее дорогую систему моторов и приводов. При этом панели для домашнего использования такой поворотной системой не оснащаются, со всеми вытекающими последствиями для эффективности установки. Таким образом, становится очевидной потребность в создании простой и дешевой технологии механической подстройки, которая могла бы пригодиться обывателю.

Сотрудники Университета Висконсин — Медисон (University of Wisconsin–Madison, США) разработали нанокомпозит, способный скручиваться и двигаться в ответ на нагрев солнечными лучами. Применение такого материала при монтаже батареи позволило резко увеличить ее общую эффективность.

Разработанный теплочувствительный композит основан на использовании жидкокристаллических эластомеров (LCE), которые способны изменять свой внутренний порядок в ответ на облучение светом. Это изменение порядка внутри материала приводит к осязаемым механическим изменениям: материал начинает «скручиваться», попав в солнечный свет, а затем, оказавшись в тени, возвращается в исходное состояние. В самих LCE ничего сверхнового нет, но ученым удалось сделать их гораздо более чувствительными, добавив одностенные углеродные нанотрубки. Они же в свою очередь эффективно поглощают в широком диапазоне длин волн, генерируя тепло, которое и обеспечивает фазовый переход в LCE-матрице. И тогда становится возможным использовать простое параболическое зеркало, размещенное за LCE-матрицей для концентрации света.

Авторы разработки утверждают, что как в лабораторных, так и в полевых тестах система с LCE-позиционированием продемонстрировала значительно более высокий фототок по сравнению с обычной панелью.

Однако как  всегда есть НО… А сможет ли LCE-композит выдержать (и тем более двигать вверх-вниз) батарею, пригодную для домашнего использования, батарею солнечной электростанции? И неужели LCE и углеродные нанотрубки «в одном флаконе» в шести колоннах дешевле пары сервоприводов, датчика освещенности и небольшого управляющего компьютера?

Может быть альтернативная энергетика вообще вряд ли когда-нибудь станет актуальной для нас?