نکسترو

ساخت آفتابگردان مصنوعی كه به سمت نور می چرخد

ساخت آفتابگردان مصنوعی كه به سمت نور می چرخد

نکسترو: پژوهشگران دانشکده مهندسی دانشگاه تافتس بتازگی 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، پژوهشگران دانشکده مهندسی دانشگاه تافتس، دستگاهی کامپوزیتی حساس به نور ساختند که قادر به انجام حرکات دقیق بوده و بدون نیاز 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 بطور 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، تولید 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 معنا 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 فیلم های بلوری فوتونیک را با بهره گیری از شابلون و سپس قرار دادن آنها در معرض بخار آب برای تولید الگوهای خاص برنامه ریزی کردند. آفتابگردان فوتونیک تولید 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 بطور بالقوه راندمان تبدیل نور به انرژی را برای صنعت انرژی خورشیدی افزایش دهد.
نتایج مربوط به پروژه ساخت «آفتابگردان فوتونیک» که گلبرگ های آن به سمت نور می چرخد، در نشریه Nature Communications به چاپ رسیده است. در این پروژه پژوهشگران همین طور پروانه ای ساختند که بال های آن در پاسخ به نور باز و بسته می شد.



منبع:

1400/01/16
20:33:36
5.0 / 5
322
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۲ بعلاوه ۱
سایت نکسترو
nextru.ir - مالکیت معنوی سایت نكسترو متعلق به مالکین آن می باشد