Aurinkopaneelien ominaisuuksia voidaan parantaa perhosen siipisuomuja matkivilla nanorakenteilla. Rakenteiden avulla paneeleista saadaan vähemmän heijastavia.
Asian osoittivat Oulun yliopiston Nanomo-yksikön biomimiikkatutkijat. Heidän tuloksensa julkaisi Solar Energy -lehti.
Perhosten väri on yleensä seurausta siipien rakenteesta, sillä erilaiset rakenteet taittavat luonnonvaloa eri tavalla.
Toisaalta musta väri vangitsee auringonvaloa perhosen siipisuomuihin. Jos perhonen jäätyy, se voi sulattaa itsensä muuntamalla auringonvaloa lämmöksi mustien siipisuomujen avulla.
Ilmiö innosti oululaistutkijat paneutumaan erilaisten perhosten suomurakenteisiin ja määrittämään niiden valonsidontakyvyn.
Testissä neljä lajia, joilla on mustia siipisuomuja
Tutkijoiden testiin joutui neljä perhoslajia. Testin myötä tutkijat huomasivat, että silmämäärin samanlaisissa tummissa siipisuomuissa voi olla erilaisia rakenteita.
Ornithoptera priamus -perhonen. Kuva: Anaxibia.
Ornithoptera priamus -perhosen suomut koostuvat yhdensuuntaisista harjanteiden ympäröimistä V:n muotoisista urista, joita yhdistävät ohuet kerrokset.
Tirumala limniace -perhonen. Kuva: Charles J. Sharp.
Sen sijaan Tirumala limniacen, Graphium dosonin ja Papilio protenor cramerin suomurakenteet koostuvat pyöreistä harjanteista, joiden välissä on yhden, kahden tai kolmen reiän muodostama rivi.
Perhoslajien siipien nanorakenteita. Kuva: Oulun yliopisto/Nanomo-tutkimusyksikkö.
Paras perhosrakenne lisäsi virtaa 66 prosenttia
Tietokonesimulaatiot osoittivat, että pinnasta tapahtuva takaisinsironta vähenee huomattavasti, kun piistä valmistetun aurinkopaneelin pinnalle sijoitetaan perhosen siipiä imitoiva nanorakenne.
Graphium doson -perhonen. Kuva: Rahul Natu.
Eniten heijastusta vähensi Ornithoptera priamusin siipirakenne. Sen avulla heijastus kutistui viiteen prosenttiin.
Vertailun vuoksi: pinnoittamaton piipaneeli heijastaa 35 prosenttia siihen osuvasta valosta.
Papilio protenor -perhoset parittelevat. Kuva: Yuwaraj Gurjar.
Perhosrakenteen ansiosta aurinkokennosta saatava maksimivirta kasvoi peräti 66 prosenttia.
Tutkijat kehittivät myös keinon, jolla tällainen kenno voidaan toteuttaa käytännössä.
(Pääkuva Charles J. Sharp) Tirumala limniace -perhosta kutsutaan myös sinitiikeriksi.
