Güneş Işığını Takip Eden İlk Yapay Malzeme Güneş Panellerini İyileştirebilir
Fotoğraf : SunBOT’lar (bu çizimin ön kısmında), gökyüzünde hareket ederken ayçiçeği gibi güneşle yüzünü dönmek için manevra yapabilen ilk yapay malzemedir.
Güneş gökyüzünde hareket ederken, ayçiçeği sürekli olarak en fazla ışığı almak için kendilerini yönlendirir ( SN: 8/4/16 ). Şimdi bir tür insan yapımı malzeme de bunu yapabilir.
Bu, fototropizma yeteneğine sahip ilk yapay malzemedir, araştırmacılar 4 Kasım’da Nature Nanotecnology’de belirtiyorlar. UCLA’nın malzeme uzmanı Ximin He ve meslektaşları SunBOT’lar olarak adlandırılan malzemenin kök gibi silindirleri, güneş eğik bir açıyla geldiğinde bile, mevcut bir güneş ışığının yaklaşık yüzde 90’ını yakalamak için manevra yapabildiğini buldu. Araştırmacılar, teknolojinin bir gün güneş panellerini optimize etmek, suyu tuzdan arındırmak veya robotları hareket ettirmek için kullanılabileceğini söylüyor.
Diğer bilim adamları ışığa doğru bükülebilen yapay maddeler ürettiler, ancak bu malzemeler isteğe bağlı olarak durduruldu. SunBOT’lar güneş ışınlarını emmek için gereken en uygun pozisyona hareket ederek kendi kendini düzenleyebilir, ardından güneş kayarken orada kalmak için küçük ayarlamalar yapabilir.
Bu yetenek bir SunBOT konfigürasyonundan gelir: Işığa tepki veren bir nanomalzeme ile gömülü çapı yaklaşık 1 milimetre olan gövde benzeri bir polimer. Nanomalzeme ışığı emer ve ısıya dönüştürür; polimer artan sıcaklıklara cevaben küçülür.
Kendisi ve meslektaşları bu yapay saplardan birinin üzerine bir ışık demeti getirdiğinde, ışıklı taraf ısındı ve daraldı. Bu, tepesinin ışığa doğru eğilmesine neden oldu. Sapın yeni gölgelenmiş alt tarafı, daha sonra soğuyarak, SunBOT’un hareketini ışığı en iyi şekilde emecek pozisyonda durdurdu. Işık demeti açısı değiştikçe işlem tekrarlandı.
İlk SunBOT’larını inşa etmek için araştırmacılar altın nanoparçacıkları ve bir hidrojel kullandılar. Ancak, karbon siyah nanoparçacıklar ve sıvı kristalli polimerler gibi diğer malzemelerle yapılan testler, bileşenlerin karışabileceğini ve eşleştirilebileceğini ortaya koydu.
Araştırmaya dahil olmayan Berkeley, Kaliforniya Üniversitesi’nden bir biyo-mühendis Seung-Wuk Lee “Aynı prensipte çalışan bu büyük malzeme repertuarına sahipsek… bilim adamları farklı ortamlarda farklı uygulamalar için kullanabilirler” diyor. Mesela, onun ekibinnin bulduğuna göre hidrojel SunBOT’lar suda çalışır.
SunBOT’lar, tüm yüzeyleri kaplamak için sıralara dizilebilir ve “mini ayçiçeği ormanı” yaratır. Bu malzemeli kaplama yüzeyleri, güneş enerjisindeki en büyük sorunlardan birini çözebilir: Doğrudan güneş ışığının açısı değiştikçe, güneş yukarı doğru hareket ettikçe, geleneksel malzemeler ayak uyduramaz.
Tek bir pozisyonda kalan malzemeler – güneş panelindeki güneş hücreleri gibi – güneşten gelen enerjinin yüzde 24’ünü yakalar. Sadece güneşe bakacak şekilde hareket ederek, bir dizi SunBOT’un güneş ışığından yaklaşık yüzde 90 oranında enerji alabileceğini söylüyor.
Lee, güneş ışığını takip edebilecek bir malzeme yaratarak güneşin yukarı doğru hareket etmesiyle güneş ışığının maksimum absorpsiyonunu koruyabildiğini söyledi. “Bu elde ettikleri önemli bir şey.”
Kaynak : sciencenews.org
