Глаза мухи, возраст которой 45 миллионов лет, могут помочь увеличить выходную мощность солнечной панели на 10%. Доктор Карл рассказал, как древнее насекомое помогли решить проблему современной энергетики.
Главное правило инженеров – никогда не изобретать колесо. Однако биомиметика (бионика) показала, что повторно изобретенное колесо может стать прорывом в науке. Наука бионики – это копирование живых организмов или их частей в технологиях.
Бионика помогла создать самолеты и подводные лодки, но ее возможности неисчерпаемы. Возьмем, к примеру, глаз мухи возрастом 45 миллионов лет. Он способен увеличить выходную мощность солнечной панели на 10%, но как? Считается, что эта муха была активна в тусклом свете — на рассвете и в сумерках. Все эти насекомые вымерли, одна их останки были детально рассмотрены учеными под микроскопом. Они обнаружили, что на глазах мухи есть тонкие складки на глазах мухи. Эти гофры были строго на расстоянии 250 нанометров друг от друга — меньше, чем половина длины волны синего света.
Такие ломаные линии могут при помощи дифракции или интерференции производить красивые цвета. Подобные структуры есть и на крыле бабочки морфо, которая живет в Центральной и Южной Америке. Эти структуры создают синий свет, который иногда можно увидеть даже из самолета. Но в случае мухи все с точностью наоборот. Ее глаза не переливаются вообще, не делают никакие цвета. Весь свет, который попадает на глаз – поглощается им.
При этом обычные солнечные панели, которые пользуются все, блестят под почти любым углом. А все потому, что они отражаются свет.
Когда человек видит отблеск солнечной панели, что этот свет оседает внутри глазного яблока и тратится впустую. Но лучи солнца не должны тратиться впустую, они должны поглощаться без остатка и преобразовываться в электричество.
В итоге инженеры задумались над созданием стекла, которое бы поглощало больше света. Для начала они вычислили показатель преломления стекла на фронтальной части солнечных батарей. Затем они начали разрабатывать клей, который был бы максимально прозрачным и имел бы такой же коэффициент преломления, как стекло, и мог служить в течение десятилетий под прямыми солнечными лучами. Затем нужно было найти пластик с такими же свойствами (полностью прозрачный и с показателем преломления как у стекла), на который бы было удобно наносить складки.
Затем специальный пластик клеился этим особым клеем на лицевую часть солнечной панели. Таким образом, весь солнечный свет поглощался и не отражался, что позволило повысить мощность на 10%.