Forskare har skapat "fotoniska solrosor" som styrs av ljus

Forskningen öppnar nya möjligheter för att utveckla intelligenta system som fungerar

reagerar på ljus.Till exempel  Högeffektiva, självinstallerande solceller. Deras egenhet är att de automatiskt följer riktningen och vinkeln för solens ljus. Ingenjörer har också möjlighet att skapa ljusdrivna mikrofluidventiler eller mjuka robotar. Detaljer om skapandet av en "fotonisk solros", vars kronblad böjs som svar på ljus, spårar dess väg och brytningsvinkel, beskrivs i artikeln för Nature Communications-tidningen.

Färg uppstår från absorption ochreflektioner av ljus. Denna process består av en serie komplexa interaktioner. Föremål absorberar ljus av vissa frekvenser och reflekterar andra. Vinkeln med vilken ljus möter en yta påverkar vilka våglängder som absorberas liksom värmen som genereras av den absorberade energin.

Fotoniskt material utvecklat av teametTufts University, kombinerar två lager. Den första är en opaliknande silkefibroinfilm dopad med guldnanopartiklar (AuNP), som bildar fotoniska kristaller. Den andra är ett substrat tillverkat av polydimetylsiloxan (PDMS), en kiselbaserad polymer. Förutom sin anmärkningsvärda flexibilitet, hållbarhet och optiska egenskaper är silkefibroin ovanligt genom att det har en negativ värmeutvidgningskoefficient (CTE). Detta innebär att den krymper vid uppvärmning och expanderar när den kyls. PDMS, å andra sidan, har en hög CTE och expanderar snabbt vid uppvärmning. Som ett resultat, när det nya materialet exponeras för ljus, värms ett lager upp mycket snabbare än det andra. Således böjs materialet när den ena sidan expanderar och den andra drar sig långsammare eller expanderar.

De flesta optomekaniska enheter somförvandla ljus till rörelse, kräva komplex och energiintensiv tillverkning eller anpassning. Med detta i åtanke har forskare uppnått exakt kontroll över omvandlingen av ljusenergi och genereringen av makroförflyttningen av dessa material utan behov av el eller ledningar.

Läs mer

Uranus har fått status som den konstigaste planeten i solsystemet. Varför?

Fysiker har skapat en analog av ett svart hål och bekräftat Hawkings teori. Vart leder det?

Abort och vetenskap: vad kommer att hända med barnen som kommer att föda

Fibroin är ett fibrillärt protein som utsöndras av arachnids och vissa insekter och utgör grunden för spindelnät och insektskokonger, i synnerhet silke från silkesmask Bombyx mori.

Legering - lägga till orenheter i sammansättningen av material för att ändra (förbättra) de fysiska och / eller kemiska egenskaperna hos basmaterialet.

Polydimetylsiloxan är en viskösett ämne som är i flytande tillstånd och inte har lukt. Egenskaper som smak och färg saknas också. Andra flytande namn nämns ofta, såsom E900, silikonolja eller PDMS. Det är omöjligt att lösa upp ämnet i vatten eller etanol. För dessa ändamål är endast organiska lösningsmedel lämpliga.

Negativ termisk expansion (NTE) är en ovanlig fysikalisk-kemisk process där vissa material dras samman vid uppvärmning snarare än att expandera som de flesta andra material.