Vědci vytvořili „fotonické slunečnice“, které jsou ovládány světlem

Výzkum otevírá nové možnosti pro vývoj inteligentních systémů, které budou fungovat

reagující na světlo.Například  Vysoce účinné, samoinstalační solární články. Jejich zvláštností je, že automaticky sledují směr a úhel slunečního světla. Inženýři mají také vyhlídku na vytvoření světlem poháněných mikrofluidních ventilů nebo měkkých robotů. Podrobnosti o vzniku „fotonické slunečnice“, jejíž okvětní lístky se v reakci na světlo ohýbají a sledují jeho dráhu a úhel lomu, jsou popsány v článku pro Časopis Nature Communications.

Barva vzniká absorpcí aodrazy světla. Tento proces se skládá ze série komplexních interakcí. Objekty absorbují světlo určitých frekvencí a jiné odrážejí. Úhel, pod kterým se světlo setkává s povrchem, ovlivňuje vlnové délky, které jsou absorbovány, a také teplo generované touto absorbovanou energií.

Fotonický materiál vyvinutý týmemTufts University, kombinuje dvě vrstvy. Prvním je film z hedvábného fibroinu podobný opálu, dopovaný nanočásticemi zlata (AuNP), které tvoří fotonické krystaly. Druhým je substrát vyrobený z polydimethylsiloxanu (PDMS), polymeru na bázi křemíku. Kromě pozoruhodné flexibility, trvanlivosti a optických vlastností je hedvábný fibroin neobvyklý v tom, že má negativní koeficient tepelné roztažnosti (CTE). To znamená, že se při zahřívání smršťuje a při ochlazování expanduje. PDMS má naopak vysoký CTE a při zahřátí se rychle rozšiřuje. Výsledkem je, že když je nový materiál vystaven světlu, jedna vrstva se zahřívá mnohem rychleji než druhá. Materiál se tedy ohýbá, když se jedna strana rozpíná a druhá se smršťuje nebo expanduje pomaleji.

Většina opto-mechanických zařízení, kterápřeměňují světlo na pohyb, vyžadují složitou a energeticky náročnou výrobu nebo přizpůsobení. S tímto vědomím vědci dosáhli přesné kontroly nad přeměnou světelné energie a generováním makro pohybu těchto materiálů bez potřeby elektřiny nebo drátů.

Přečtěte si více

Uran získal status nejpodivnější planety ve sluneční soustavě. Proč?

Fyzici vytvořili analogii černé díry a potvrdili Hawkingovu teorii. Kam to vede?

Potrat a věda: co se stane s dětmi, které porodí

Fibroin je fibrilární protein vylučovaný pavoukovci a některým hmyzem a tvoří základ pavučin a hmyzích zámotků, zejména hedvábí bource morušového Bombyx mori.

Legování - přidání nečistot do složení materiálů za účelem změny (zlepšení) fyzikálních a / nebo chemických vlastností základního materiálu.

Polydimethylsiloxan je viskóznílátka, která je v kapalném stavu a nemá zápach. Chybí také vlastnosti jako chuť a barva. Často jsou zmiňována i další jména tekutin, jako E900, silikonový olej nebo PDMS. Je nemožné rozpustit látku ve vodě nebo ethanolu. Pro tyto účely jsou vhodná pouze organická rozpouštědla.

Negativní tepelná expanze (NTE) je neobvyklý fyzikálně -chemický proces, při kterém se některé materiály při zahřívání stahují, a ne expandují jako většina ostatních materiálů.