حصاد الطاقة الشمسية بمردود غير مسبوق عبر محاكاة ألوان أجنحة الفراشات

حصاد-الطاقة-الشمسية-بمردود-غير-مسبوق-عبر-محاكاة-ألوان-أجنحة-الفراشات

تبدو أجنحة الفراشات ملونة بنماذج بهيجة، إلا أنها في الواقع ليس مصبوغة بتلك الألوان التي نراها، بل تعزى ألوانها بصورة رئيسة إلى ما يسمى «اللون الهيكلي» الناتج عن انحراف الضوء الطبيعي؛ ويعرّف التلوين الهيكلي بإنه إنتاج الألوان في الكائنات الحية بالاعتماد على بنى مجهرية دقيقة من الأسطح الدقيقة التي تجعل الضوء المرئي يتداخل وينعكس بوجود أصباغ لونية أو من دونها. أما اللون الأسود فينتج عن حبس ضوء الشمس ضمن تلك السطيحات على أجنحة الفراشة.

وبإمكان الفراشة في بعض الحالات أن تذيب الجليد الذي يكسو أجنحتها في الأيام الباردة من خلال تسخينه بالحرارة التي تتضمنها القشرة السوداء في أجنحتها.

ووفقًا لموقع تِك إكسبلور اجتذبت هذه الآلية الفريدة في توليد الحرارة، علماء وحدة أبحاث النانو والجزيئات من جامعة أولو الفنلندية إلى دراسة البنية النانوية للقشرة السوداء المأخوذة من فراشات مختلفة بعناية، ليقيموا قدرتها على حبس الضوء حينما يغطون بها الألواح الشمسية السيليكونية.

ويساعد استخدام تلك البنى كسطوح مضادة للانعكاسات، في جمع ضوء الشمس على الخلايا الشمسية السيليكونية.

وأظهرت نتائج المحاكاة الحاسوبية انخفاض التشتت الرجعي السطحي بشدة، عقب إضافة البنى النانوية على الألواح الشمسية السيليكونية. وتتنوع الهياكل النانوية لقشور أجنحة الفراشات اعتمادًا على أنواعها على الرغم من التماثل الظاهري للون الداكن. ونشر العلماء هذه الدراسة في مجلة سولر إينيرجي الألمانية.

وأعطى هيكل قشرة الفراش من نوع أورنيثوبتيرا برايموس أفضل مقاومة للانعكاس، إذ انخفض انعكاس الضوء من 35% على لوحة سيليكون عارية، إلى أقل من 5%، وازداد تيار الدارة القصيرة -وهو أكبر تيار يمكن تحصيله من الخلية الشمسية- بنسبة 66%.

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق