Aurinkokennoihin mallia perhosen siivistä - Uusiteknologia.fi
Etusivu > Yleinen > Aurinkokennoihin mallia perhosen siivistä
Perhosten väri on yleensä seurausta siipien rakenteesta, kun erilaiset rakenteet taittavat luonnonvaloa eri tavalla. Toisaalta musta väri vangitsee auringonvaloa perhosen siipisuomuihin. Perhosten tiedetään jopa jäädyttyään sulattavan itsensä nopeasti muuntamalla auringonvaloa lämmöksi mustien siipisuomujen avulla.
Tämän luonnollisen valon talteenottoprosessin innoittamina Nanomon tutkijat tarkastelivat erilaisten perhosten mustien siipisuomujen nanorakenteita ja määrittivät niiden valonsidontakyvyn piipohjaisiin aurinkokennoihin sijoitettuna.
Kuva: Eri perhoslajien siipien nanorakenteita. Kuva: Nanomo.
Silmämääräisesti katsottuna samanlaiset tummat perhosen siipisuomut voivat lajista riippuen koostua erilaisista nanorakenteista. Ornithoptera priamus -perhosen siipisuomut koostuvat yhdensuuntaisista harjanteiden ympäröimistä V:n muotoisista urista, joita yhdistävät ohuet kerrokset.
Kolmen muun lajin, Tirumala limniace, Graphium doson ja Papilio protenor cramer, suomurakenteet koostuvat pyöreistä harjanteista, joiden välissä on yhden, kahden tai kolmen reiän muodostama rivi. Vastaavasti valon heijastuminen mustista suomuista vaihtelee.
Vähiten valoa, 1–5 prosenttia näkyvästä valosta, heijastaa Ornithoptera priamusin siipi.
Samanlaisia rakenteita voidaan käyttää estämään heijastuksia ja niistä aiheutuvia tehohäviöitä piipohjaisissa aurinkokennoissa. Tutkimuksen tietokonesimulaatiot osoittivat, että pinnasta tapahtuva takaisinsironta vähenee huomattavasti sijoittamalla perhosen siipiä imitoiva nanorakenne piistä valmistetun aurinkopaneelin pinnalle.
Eniten heijastusta vähensi Ornithoptera priamus -perhosen siipirakenne. Heijastus pieneni viiteen prosenttiin, kun taas pinnoittamaton piipaneeli heijastaa 35 prosenttia siihen osuvasta valosta. Tämän seurauksena kennosta saatava maksimivirta kasvoi 66 prosentilla. Tutkijat ovat myös kehittäneet tavan toteuttaa tällainen kenno käytännössä.
Uusimmat tutkimustulokset ovat jatkoa Nanomo-tutkimusyksikön biomimiikkatutkimukselle. Yksikkö sai hiljattain BusinessFinlandin Tutli-rajoituksen bioniikkaan perustuvien pintarakenteiden laajentamiseksi teolliseen mittakaavaan.
Lisää: Tutkimusartikkeli Solar Energy-lehdessä 1.7.2020 (LINKKI)
Kuva: Nanomo, Oulun yliopisto
Tunnisteet aurinkokenno nano Nanomo Oulun yliopisto perhonen