راه ترقی

آخرين مطالب

ساخت آفتابگردان‌های مصنوعی که به سمت نور خم می‌شوند اقتصاد

ساخت آفتابگردان‌های مصنوعی که به سمت نور خم می‌شوند
  بزرگنمايي:

راه ترقی - گل آفتاب‌گردان الهام‌بخش طراحی ساختارهای مصنوعی شده که با داشتن قابلیت گرایش به سمت نور، کاربردهای زیادی در صنایع مختلف خواهند داشت.

وقتی از حداکثر بهره‌برداری از انرژی در ساعات روشنایی روز سخن به میان می‌آید، گیاهان، به لطف تکامل، برتری منحصربه‌فردی دارند. اکنون پژوهشگران صفحات خورشیدی را طراحی کرده‌اند که ازطریق استفاده‌ی هوشمندانه از فناوری نانو، از قابلیت دنبال‌کردن نور در گیاه آفتاب‌گردان تقلید می‌کنند. دانشمندان با قالب‌ریزی مواد حساس به نور در ساختارهای نازک، ساقه‌های ریزی ایجاد کردند که به‌سمت منبع نور خم می‌شوند و پلتفرم متحرکی را فراهم می‌کند که می‌تواند بهره‌وری حاصل از طیف وسیعی از فناوری‌های خورشیدی را به میزان قابل‌توجهی بهبود بخشد. پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا و دانشگاه ایالتی آریزونا، سیستم خود را سان‌بوت (SunBOT) نامیده‌اند. ازلحاظ بیولوژیکی، هرگونه حرکت عمومی در پاسخ به تغییرات خاص در محیط با عنوان رفتار تنجشی (nastic behaviour) توصیف می‌شود. گل‌هایی که هنگام طلوع خورشید باز و در موقع غروب بسته می‌شوند، مثال خوبی از این رفتار هستند. شیمی‌دان‌ها در ساختن مواد تنجشی مصنوعی و ساختارهایی که در پاسخ به تغییرات شدت نور یا نوسان‌های دمایی باز و بسته یا خمیده یا پیچ خورده شوند، مشکل کمی داشته‌اند اما طبیعت رفتار پیچیده‌تری دارد و حرکت موجود زنده را به‌سمت عوامل سودمند و دوری از تهدیدها هدایت می‌کند. این رفتار گرایشی (چرخش به‌سوی نور) که در گل‌های گیاه آفتابگردان دیده می‌شود، به این خاطر است که بخش تولیدمثلی گیاه گرم شود و گرده‌افشان‌ها را به خود جذب کند. این رفتار تعقیب خورشید یا آفتاب‌گرایی احتمالا برای مواردی مانند سیستم‌های خورشیدی فتوولتاییک نیز مفید خواهد بود. حداکثر بازده این سیستم‌ها زمانی حاصل می‌شود که جریان مستقیم و متراکمی از نور خورشید به آن‌ها برخورد کند. ازنظر عملی، در‌مقایسه‌با تابشی که از منبع نوری از بالا بیاید (تابش مستقیم)، نوری که با زاویه‌ی 75 درجه می‌تابد، 75 درصد انرژی کمتری دارد. مقاله‌های مرتبط:
چگونه گل‌های آفتاب‌گردان، خورشید را در آسمان دنبال می‌کنند دستاوردی بزرگ در مهار انرژی خورشیدی با مواد تازه باتری خورشیدی برق را به مناطق دورافتاده و محروم می‌برد
پژوهشگران برای حل مشکل کاهش تراکم انرژی در حالت تابش مورب، ژل‌ها و پلیمرهایی را که ممکن بود دربرابر نور یا گرما پاسخ دهند درنظر گرفتند. تعداد انگشت‌شماری از این مواد، برای بررسی بیشتر انتخاب شدند. در میان مواد مذکور، هیدروژل حاوی نانوذرات طلا، کلافی از پلیمرهای حساس به نور و نوعی الاستومر کریستالی مایع که یک رنگ جاذب نور در آن تعبیه شده بود، وجود داشت. این مواد به شکل رشته‌هایی با عرض یک میلی‌متر و طول چند سانتی‌متر طراحی شدند. نور لیزر بر این ساختارها تابانده شد و ساقه‌های مصنوعی کوچک به‌سرعت در برابر گرمای نور واکنش نشان دادند و به‌سمت نور خم شدند.
پژوهشگران برای آزمایش آفتاب‌گردان‌های مصنوعی خود، مجموعه‌ای از سان‌بوت‌ها را روی هم سوار و آن‌ها را در آب غوطه‌ور کردند و به آن‌ها اجازه دادند که درست در مرز بین هوا و آب قرار گیرند. پژوهشگران سپس، قابلیت برداشت اختراع خود را با اندازه‌گیری بخار آب یعنی میزان نوری که به گرما تبدیل می‌شد، اندازه‌گیری کردند. تغییر در مقدار بخار نشان می‌داد که سان‌بوت در برداشت نور در زاویه‌ی تند، چهار برابر بهتر از سطوح قدیمی مسطح و ساکن عمل می‌کند. پژوهشگران با نشان دادن اینکه مواد مختلفی می‌توانند به‌عنوان یک ماده‌ی گرایشی عمل کنند، استدلال می‌کنند که دستگاه‌های آن‌ها می‌تواند راه‌حل سیستم‌هایی باشد که در اثر حرکت منبع انرژی دچار افت بازده می‌شوند. به‌عنوان مثال، این ساختارها ازنظر تئوری می‌توانند برای خم کردن هرگونه فرایند خورشیدی به سمت نور استفاده شوند، از سلول‌های خورشیدی کوچک گرفته تا دستگاه‌های تبخیری که آب را تصفیه می‌کنند. به‌گفته‌ی طراحان SunBOT، تنها محدودیت این نوع فناوری، آسمان است. آن‌ها در گزارش خود می‌نویسند: این رویکرد می‌تواند برای استفاده در برداشت‌کننده‌های خورشیدی پیشرفته، گیرنده‌های سیگنال تطبیقی، پنجره‌های هوشمند، رباتیک خودفرمان، بادبان‌های خورشیدی سفینه‌‌های فضایی، جراحی هدایت‌شده، دستگاه‌های نوری خود تنظیم‌شونده و تولید انرژی هوشمند (برای مثال سلول‌های خورشیدی و سوخت‌های زیستی) و نیز تشخیص و ردیابی انتشار انرژی با تلسکوپ‌ها، رادارها و هیدروفن‌ها مفید باشد. حتی اگر فقط تعداد معدودی از این پیش‌بینی‌ها در جهان واقعی عملی شود، آینده‌ی مواد گرایشی مصنوعی، روشن به‌نظر می‌رسد. نتایج این پژوهش در مجله‌ی Nature Nanotechnology منتشر شده است.


نظرات شما

ارسال دیدگاه

Protected by FormShield

ساير مطالب

شروع ثبت‌نام مسکن‌ ملی در پنج استان

آغاز مهم‌ترین گردهمایی آبی منطقه غرب آسیا در تهران

زنگنه برای شرکت در نشست اوپک وارد وین شد

رشد چهار درصدی شاخص بورس در هفته دوم آذر ماه

افزایش صادرات محصولات پتروشیمی با وجود تحریم‌ها

حذف صفر از پول ملی و احتمال تورم ناشی از آن

نقش سازمان مالیاتی در حذف دهکهای بالا

نفت بخش خصوصی را منزوی کرد

امسال صادرکنندگان کار جهادی کردند

دشمن نتوانست صادرات نفت ایران را صفر کند/همچنان نفت می فروشیم

اردکانیان: تاجیکستان گام‌هایی عملی‌تر برای توسعه روابط اقتصادی با ایران بردارد

اختصاص 6 هزار میلیاردتومان برای همسان‌سازی حقوق بازنشستگان

رشد نرخ رسمی 22 ارز

رشد 26 درصدی سرمایه‌گذاری خارجی در بخش صنعت

جهانگیری آیین‌نامه اجرایی معافیت مالیاتی یکی از اولیای معلولان شدید را ابلاغ کرد

اردکانیان: ایران شریکی مطمئن برای اوراسیاست

افتتاح 310 میلیون دلار پروژه در صنعت مس/تحریم مس شکسته شد

پای رمزارزها به بازار نفت ایران باز می‌شود؟

بودجه 99 در جلسه شورای عالی اقتصاد بررسی شد

بورس کالا میزبان عرضه فرآورده‌های نفتی و پتروشیمی

آقاپور: با قرار دادن این همه مین بر سر راه تولیدکننده توقع دارید قهرمان ماراتن بشود؟

عرضه فولاد، کنسانتره فلزات گران‌بها و طلا در بورس کالا

چالش جاماندگان کمک معیشتی/چرا کد رهگیری برای افراد ارسال نمی‌شود؟

رحمانی: قیمت 50 کالای پرمصرف افزایش یافت

هند بر ادامه همکاری با ایران در بندر چابهار تاکید کرد

نرخ رسمی 24 ارز کاهش یافت

صادرات با کارت‌های اجاره‌ای در مرزهای عراق ادامه دارد

لاریجانی: رفع مشکلات مالی بانک ملی در بودجه 99 لحاظ شود

سقوط ارزش بیت کوین دراثر خط‌و‌نشان دولت چین

حضور استارتاپ‌ها با ایده‌های جالب در نمایشگاه تراکنش ایران

کن بلاک در چین؛ رانندگی دیدنی با فورد F-150

ربات Cloi Chefbot ال‌ جی در رستوران کره‌ای مشغول به کار شد

جوابیه اچ پی به زیراکس: ما نیازی به شما نداریم، زیراکس در وضعیت مناسبی نیست

ایران لاک؛ قفل های بدون کلید برای معلولان

صنعتگران ایرانی چند برابر کشورهای پیشرفته مالیات می‌دهند

رشد 193 درصدی ارزش پرونده‌های تخلف، پس از سهمیه‌بندی بنزین

حمل‌ونقل محموله‌های جدید ایرپاد در سال 2019 به 60 میلیون دستگاه خواهد رسید

تنوع در تالار محصولات صنعتی و معدنی بورس کالا

مایکروسافت: عرضه سرفیس ایرباد جدید تا بهار سال 2020 به‌تعویق می‌افتد

فیسبوک اپلیکیشن تشخیص چهره را روی کارمندان خود آزمایش می‌کند

علاقه مردمان عصر پارینه‌‌سنگی به اسب‌ به پیش از اهلی‌شدن این حیوان بازمی‌گردد

شد 40 درصدی تامین نهاده‌های بخش کشاورزی

رمز دوم پویا چیست و چگونه اجرایی خواهد شد؟

ثبت‌نام و هزینه دوگانه‌سوز شدن خودرو با رعایت استاندارد

اروپا بیشترین رشد فروش گوشی‌های هوشمند را در فصل سوم 2019 تجربه کرد

گوشی جدید نوکیا 14 آذر معرفی می شود

آیفون 12 پرو اپل به 6 گیگابایت حافظه رم مجهز خواهد بود

زیراکس احتمالا برای تصاحب اچ پی مستقیما با سهام‌داران مذاکره خواهد کرد

آمار دانلود اپلیکیشن‌ها در سه‌ماهه سوم 2019 منتشر شد

قیمت ارزان وبکم لاجیتک C920 در بازار بی‌حکمت نیست