Mokslininkai sukūrė „fotonines saulėgrąžas“, kurias valdo šviesa

Tyrimas atveria naujas galimybes kuriant protingas sistemas, kurios veiks

reaguoja į šviesą.Pavyzdžiui,  Itin efektyvūs, savaime montuojami saulės elementai. Jų ypatumas yra tas, kad jie automatiškai seka saulės šviesos kryptį ir kampą. Inžinieriai taip pat turi galimybę sukurti šviesos varomus mikrofluidinius vožtuvus arba minkštus robotus. Išsami informacija apie „fotoninės saulėgrąžos“, kurios žiedlapiai, reaguodami į šviesą, linksta, sekdami jos kelią ir lūžio kampą, sukūrimą aprašyta straipsnyje Žurnalas „Nature Communications“.

Spalva atsiranda dėl absorbcijos iršviesos atspindžiai. Šis procesas susideda iš daugybės sudėtingų sąveikų. Objektai sugeria tam tikrų dažnių šviesą ir atspindi kitus. Kampas, kuriuo šviesa susitinka su paviršiumi, įtakoja, kokius bangos ilgius sugeria, taip pat šilumą, kurią sukuria sugerta energija.

Komandos sukurta fotoninė medžiagaTufto universitetas, sujungia du sluoksnius. Pirmasis yra į opalą panaši šilko fibroino plėvelė, pridėta aukso nanodalelių (AuNP), sudarančių fotoninius kristalus. Antrasis yra substratas, pagamintas iš polidimetilsiloksano (PDMS), silicio pagrindo polimero. Be nepaprasto lankstumo, ilgaamžiškumo ir optinių savybių, šilko fibroinas yra neįprastas tuo, kad turi neigiamą šiluminio plėtimosi koeficientą (CTE). Tai reiškia, kad kaitinant jis susitraukia ir atvėsęs išsiplečia. Kita vertus, PDMS turi aukštą CTE ir greitai plečiasi kaitinant. Dėl to, kai nauja medžiaga patenka į šviesą, vienas sluoksnis įkaista daug greičiau nei kitas. Taigi medžiaga lankstosi, kai viena pusė plečiasi, o kita susitraukia arba plečiasi lėčiau.

Dauguma opto-mechaninių prietaisų, kuriepaversti šviesą judesiu, reikalauja sudėtingos ir daug energijos reikalaujančios gamybos ar pritaikymo. Atsižvelgdami į tai, mokslininkai pasiekė tikslią šviesos energijos konversijos ir šių medžiagų makro judėjimo generavimo kontrolę, nereikalaujant elektros ar laidų.

Skaityti daugiau

Uranas gavo keisčiausios Saulės sistemos planetos statusą. Kodėl?

Fizikai sukūrė juodosios skylės analogą ir patvirtino Hawkingo teoriją. Kur jis veda?

Abortas ir mokslas: kas nutiks gimdantiems vaikams

Fibroinas yra fibrilinis baltymas, kurį išskiria voragyviai ir kai kurie vabzdžiai. Jis sudaro voratinklių ir vabzdžių kokonų, ypač šilkaverpių Bombyx mori, šilko pagrindą.

Lydymas - priemaišų pridėjimas prie medžiagų sudėties, siekiant pakeisti (pagerinti) pagrindinės medžiagos fizines ir (arba) chemines savybes.

Polidimetilsiloksanas yra klampusmedžiaga, kuri yra skystos būklės ir neturi kvapo. Taip pat trūksta tokių savybių kaip skonis ir spalva. Dažnai minimi kiti skysčių pavadinimai, tokie kaip E900, silikoninė alyva ar PDMS. Medžiagos ištirpinti vandenyje ar etanolyje neįmanoma. Šiems tikslams tinka tik organiniai tirpikliai.

Neigiamas šiluminis plėtimasis (NTE) yra neįprastas fizinis ir cheminis procesas, kurio metu kai kurios medžiagos susitraukia kaitinant, o ne plečiasi kaip dauguma kitų medžiagų.