Vedci vytvorili „fotonické slnečnice“, ktoré sú riadené svetlom

Výskum otvára nové možnosti pre vývoj inteligentných systémov, ktoré budú fungovať

reagujúci na svetlo.Napríklad  Vysoko účinné, samoinštalačné solárne články. Ich zvláštnosťou je, že automaticky sledujú smer a uhol slnečného svetla. Inžinieri majú tiež perspektívu vytvoriť svetlom poháňané mikrofluidné ventily alebo mäkké roboty. Podrobnosti o vytvorení „fotonickej slnečnice“, ktorej okvetné lístky sa ohýbajú v reakcii na svetlo, sledujú jeho dráhu a uhol lomu, sú popísané v článku pre časopis Nature Communications,

Farba vzniká absorpciou aodrazy svetla. Tento proces pozostáva zo série zložitých interakcií. Objekty absorbujú svetlo určitých frekvencií a iné odrážajú. Uhol, pod ktorým sa svetlo stretáva s povrchom, ovplyvňuje, ktoré vlnové dĺžky sú absorbované, ako aj teplo generované touto absorbovanou energiou.

Fotonický materiál vyvinutý tímomTufts University, kombinuje dve vrstvy. Prvým je opálový hodvábny fibroínový film dopovaný zlatými nanočasticami (AuNP), ktoré tvoria fotonické kryštály. Druhým je substrát vyrobený z polydimetylsiloxánu (PDMS), polyméru na báze kremíka. Okrem svojej pozoruhodnej pružnosti, odolnosti a optických vlastností je hodvábny fibroín nezvyčajný v tom, že má negatívny koeficient tepelnej rozťažnosti (CTE). To znamená, že sa pri zahrievaní zmršťuje a pri ochladzovaní rozťahuje. Na druhej strane PDMS má vysoký CTE a pri zahrievaní sa rýchlo rozširuje. Výsledkom je, že keď je nový materiál vystavený svetlu, jedna vrstva sa zahrieva oveľa rýchlejšie ako druhá. Materiál sa teda ohýba, keď sa jedna strana rozťahuje a druhá sa sťahuje alebo rozťahuje pomalšie.

Väčšina opto-mechanických zariadení, ktorétransformovať svetlo na pohyb, vyžadujú komplexnú a energeticky náročnú výrobu alebo prispôsobenie. S ohľadom na to vedci dosiahli presnú kontrolu nad premenou svetelnej energie a generovaním makro pohybu týchto materiálov bez potreby elektriny alebo drôtov.

Čítaj viac

Urán získal status najpodivnejšej planéty v slnečnej sústave. Prečo?

Fyzici vytvorili analóg čiernej diery a potvrdili Hawkingovu teóriu. Kadiaľ vedie?

Potraty a veda: čo sa stane s deťmi, ktoré budú rodiť

Fibroin je fibrilárny proteín vylučovaný pavúkovcami a niektorým hmyzom a tvorí základ pavučín a hmyzích kokonov, najmä hodvábu priadky morušovej Bombyx mori.

Legovanie - pridávanie nečistôt do zloženia materiálov na zmenu (zlepšenie) fyzikálnych a/alebo chemických vlastností základného materiálu.

Polydimetylsiloxán je viskózna látkalátka, ktorá je v tekutom stave a nemá zápach. Chýbajú aj vlastnosti ako chuť a farba. Často sa spomínajú aj iné názvy tekutín, ako napríklad E900, silikónový olej alebo PDMS. Nie je možné rozpustiť látku vo vode alebo etanole. Na tieto účely sú vhodné iba organické rozpúšťadlá.

Negatívna tepelná expanzia (NTE) je nezvyčajný fyzikálno-chemický proces, pri ktorom sa niektoré materiály pri zahrievaní zmršťujú, a nie expandujú ako väčšina iných materiálov.