11/04/2012 - Schmetterling Flügel, die perfekte Solarpanel

Menéame

Die Raumfahrttechnologie und das Industriedesign versuchen immer noch, die Komplexität der Flügel eines Schmetterlings zu verstehen. Hinter ihnen gibt es ein Netzwerk von Rechtecken, wie z. B. übereinander liegende Ziegel, die die Fähigkeit verdoppeln, die Solarenergie im Vergleich zu den konventionellen Platten zu fangen.

Für viele Forscher ist in ihrer Zerbrechlichkeit und Schönheit einer der Schlüssel zur Nutzung der Sonnenenergie für den Planeten verborgen. In diesem Sinne entwickeln Wissenschaftler aus China und den Vereinigten Staaten Projekte, um ihr Design bei der Entwicklung der Solartechnologie zu nutzen.

Tongxiang Fan von der Universität Jiao Tong in Shanghai in China hat gerade einen Prototyp in der American Chemical Society in San Diego (USA) vorgestellt, der Jahre der Beobachtung von zwei Arten von schwarzen Schmetterlingen zusammenfasst, die die höchste Menge an Sonnenlicht absorbieren.

In ihren mikroskopischen Beobachtungen fanden sie heraus, dass die Flügel aus verschiedenen Schichten von Schuppen mit kleinen Löchern zwischen ihnen bestehen. Jede Schicht ermöglicht es, einen Teil der Hitze als Schleusen zu bewahren, die geschlossen werden.

Der Prototyp, der die Struktur mit Solarzellen reproduziert, wurde verwendet, um die Solarenergie zu synthetisieren, und das Ergebnis war erstaunlich: Der von Schmetterlingen inspirierte Katalysator produzierte doppelt so schnell Energie wie ein traditioneller Katalysator.

Darüber hinaus kommentierte der Experte in seiner Präsentation, der Herstellungsprozess ist einfacher und schneller als andere Methoden.

"Die Lichtsammlungskapazität ist sehr wichtig für die Leistung von Solarenergiegeräten. Wir wollen, dass in naher Zukunft die Energie der Sonne zu 100% genutzt wird, und deshalb untersuchen wir einen der besten Energiekollektoren der Natur, die Schmetterlinge," so Fan.

Nanostruktur aus Glas

Das Geheimnis der Flügel des Schmetterlings endet nicht in seiner Form. Forscher an der Yale University haben herausgefunden, dass es an der Spitze der Schuppen Nanostrukturen gibt, die genannt werden. gyroids, die ihre Farbe beeinflussen und das Licht selektiv verteilen.

Die Drehung ist aus Chitin, das widerstandsfähige Material, das die Außenseite der Insekten und einige Krebstiere bildet.

Richar Prum, Leiter der Forschung, erklärte in der Zeitschrift Bioinspiration & Biomimetics, wie Kristalle für die Oberfläche der Schmetterlingsflügel von entscheidender Bedeutung sind.

Jedes Schuppen oder Dach des Flügels erzeugt eine Drehung. Wenn der Schuppen regeneriert wird, bleibt der Kristall an seiner Stelle, bis ein weiterer Schuppen mit einem neuen Drehung wächst. Mit den Forschungsergebnissen wird erwartet, Solarmodule zu schaffen, die ihre Effizienz verbessern.

Ein Forscherteam an den Universitäten von Pennsylvania (USA) und der Autonomen Universität Madrid, das ein Programm zur Reproduktion biologischer Strukturen entwickelt, hat es bereits geschafft, optische Diffusoren für Sonnenkollektoren zu bauen, die von den Flügeln der Schmetterlinge inspiriert sind.

"Schmetterlinge sind nicht nur schön, sie sind sehr gut diffusierend für das Licht und ermöglichen es, die Absorption von Sonnenenergie optimal zu nutzen," so Martín Palma, einer der Verantwortlichen für die Studie.

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