Подражая природе: структура крыльев бабочки поможет создать более производительные солнечные батареи

Автор: kolinos | Рубрика: Энергия солнца

Многопрофильная группа ученых из Йельского университета во главе с Ричардом Прумом обнаружила, что основой для самых ярких цветов крыльев бабочек являются некие странные структуры. Эти структуры ученые намереваются использовать для увеличения эффективности сбора солнечной энергии. Исследования, проведенные в Аргоннской национальной лаборатории штата Иллинойс, были профинансированы Департаментом химической технологии, физике и машиностроения, а также Йельской школой инженерии и прикладных наук.

Как выяснили ученые, цвет крыльев бабочек зависит от кристаллических наноструктур, которые были названы gyroid (гироиды) и представляют собой трехмерную искривленную структуру, избирательно рассеивающую свет. Исследователям понадобилось внимательно изучить пять видов бабочек, чтобы выделить эту удивительную внутреннюю структуру крыла, которая похожа на сеть трехмерных бумерангов. Следующим шагом группы ученых стало выяснение естественного процесса получения ее внутри клетки.

Известно, что гироид состоит из хитина – жесткого крахмалистого материала, который формирует внешний вид насекомых и ракообразных. Хитин, как правило, покрывает поверхность мембраны клеток. Ученые Йельского университета обнаружили, что при росте клетки крыла бабочки внешние мембраны растут вглубь клетки, при этом постепенно изгибаясь. Это сворачивание мембраны приводит к формированию двойного гироида. При этом хитин откладывается на внешней части гироида и образует единый твердый кристалл. После того как клетка умирает, эта кристаллическая наноструктура остается на крыле бабочки.

По словам Прума, благодаря своей особой форме гироид может определенным способом рассеивать свет, что может пригодиться ученым для разработки более производительных солнечных батарей. Кроме того, используя уникальные свойства гироида, ученые смогут производить более эффективные оптические приборы.

Поделиться в соц. сетях