{"id":69306,"date":"2021-03-16T08:18:45","date_gmt":"2021-03-16T07:18:45","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=69306"},"modified":"2021-03-16T08:18:46","modified_gmt":"2021-03-16T07:18:46","slug":"solarmodule-folgen-dem-lauf-der-sonne","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/solarmodule-folgen-dem-lauf-der-sonne\/","title":{"rendered":"Solarmodule folgen dem Lauf der Sonne"},"content":{"rendered":"\n

Mit einer „photonischen Sonnenblume“ haben Forscher der Ingenieurs-Fakult\u00e4t der Tufts University<\/a> die Fachwelt \u00fcberrascht. Wie eine echte Sonnenblume dreht sie sich in Richtung Sonne und ihre Bl\u00fctenbl\u00e4tter bewegen sich in Abh\u00e4ngigkeit des Lichts. Der hierzu entwickelte Verbundwerkstoff wird ausschlie\u00dflich von Licht gesteuert. Er kann sogar dreidimensionale Formen bilden.<\/p>\n\n\n\n

Lichtgesteuerte Soft-Roboter<\/h5>\n\n\n\n

Zus\u00e4tzliche Energiequellen sind f\u00fcr die Bewegungen nicht n\u00f6tig, so die Forscher. K\u00fcnftig lie\u00dfen sich aus diesem Material beispielsweise Solarzellen herstellen, die selbstst\u00e4ndig der Sonne folgen, also stets ein Maximum an Strom liefern, hei\u00dft es weiter. Heute noch m\u00fcssen die Module elektromechanisch nachgef\u00fchrt werden, um dieses Ziel zu erreichen.<\/p>\n\n\n\n

Mit dem neuen Material wird es auch m\u00f6glich sein, Soft-Roboter zu bewegen oder Mikrofluidik-Ventile zu \u00f6ffnen und zu schlie\u00dfen. Damit k\u00f6nnten Aktoren und Motoren eingespart, die Systeme also erheblich vereinfacht werden. Die Ergebnisse ihrer Arbeit haben die Ingenieure in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n\n\n\n

Zukunftsweisender Schichtaufbau<\/h5>\n\n\n\n

Das vom Tufts-Team entwickelte photonische Material besteht aus zwei \u00fcbereinander angeordneten Schichten: Einem Film aus Seidenfibroin, der mit Nanopartikeln aus Gold dotiert ist und photonische Kristalle bildet und einer Folie aus Polydimethylsiloxan (PDMS), einem Kunststoff auf Siliziumbasis. Neben einer bemerkenswerten Flexibilit\u00e4t, hoher Haltbarkeit und ungew\u00f6hnlichen optischen Eigenschaften hat Seidenfibroin einen negativen W\u00e4rmeausdehnungskoeffizienten.<\/p>\n\n\n\n

Auch verwandelt das Material Licht in W\u00e4rme. Dabei zieht es sich zusammen, beim Abk\u00fchlen dehnt es sich aus. PDMS reagiert entgegengesetzt, sodass sich das Material verbiegt, wenn sich eine Seite ausdehnt und sich die andere zusammenzieht – \u00e4hnlich wie bei einem Bimetall, wie es als Schalter etwa bei Heizl\u00fcftern genutzt wird. Der Effekt l\u00e4sst sich mit Licht jeder Art und Farbe erzielen. Im technischen Bereich w\u00fcrde es auf einen Laser hinauslaufen.<\/p>\n\n\n\n

„Durch gezielte Strukturierung des Films aus Seidenfibroin k\u00f6nnen wir die Art der Bewegung des Materials beeinflussen“, sagt Fiorenzo Omenetto, Professor f\u00fcr Ingenieurswissenschaften an der Hochschule. Der Energieaufwand bei der Herstellung des Verbundmaterials sei \u00e4u\u00dferst niedrig, im Gegensatz zu anderen Materialien, die W\u00e4rme in Bewegung umwandeln.<\/p>\n\n\n\n