Новости химической науки > Эффект бабочки для солнечных батарей

В последнее время исследователи все чаще берут идеи новых устройств у природы, причем в качестве источника идей все чаще рассматриваются не отдельные белки или молекулярные машины бактериальных клеток, но и более сложные организмы.

Всего неделю назад мы писали, что исследователи из группы Константина Корнева (Konstantin Kornev) из Университета Клемсона после наблюдения за питанием бабочек и изучения строения хоботков этих насекомых исследователи решил создать искусственную версию хоботка насекомых, и вот в нашей ленте результаты нового исследования, появившиеся в результате изучения бабочек.

На этот раз исследователи из Китая изучили свойства практически не отражающих свет черных чешуек бабочек, попытавшись понять, как работают эти природные системы для сбора солнечной энергии. Результаты исследования могут оказаться полезными для создания новых солнечных ячеек, противоотражательных пленок для линз оптических устройств, а также для микрооптических сенсоров и стелс-технологий.

Черные чешуйки бабочек практически не отражают свет благодаря сочетанию физических и химических факторов. (Рисунок из Soft Matter, 2011, DOI: 10.1039/c1sm06167d)

Тоньсянь Фан (Tongxiang Fan) из Университета Шанхая с коллегами изучили свойства черных чешуек бабочки-парусника Troides aeacus, скомбинировав исследование морфологии их строения, изучение их спектральных характеристик, а также использовав также и методы теоретического моделирования.

Было обнаружено, что черные чешуйки бабочек практически не отражают свет благодаря сочетанию физических и химических факторов. Физическим фактором, понижающим светоотражающую способность чешуек, является их наноструктура, обеспечивающая наиболее полное поглощение света, а пигмент-меланин, распределенный в нижней части чешуек бабочки, обеспечивает конверсию солнечной энергию, изменяя электронную конфигурацию меланина. Фан поясняет, что физика и химия помогают друг другу, обеспечивая эффект приближения свойств чешуек бабочки к свойствам абсолютного черного тела.

Дэниэл Хилл (Daniel Hill), эксперт по фотонным композитным материалам из полимеров и наночастиц, работающий в Университете Валенсии (Испания) заявляет, что работа Фана представляет собой замечательный пример того, как изучение созданий природы предлагает технические решения для устройств и систем, создаваемых человеком, добавляя, что специалисты по фотонным устройствам в настоящее время должны решить непростую задачу воссоздания систем, подобных чешуйкам бабочки, а также введения таких структур в новые нано- и микроприборы таким образом, чтобы разработать дешевые и точные светопоглощающие устройства нового поколения.

Источник: Soft Matter, 2011, DOI: 10.1039/c1sm06167d

метки статьи: #нанотехнологии, #физическая химия, #химия поверхности