Солнечные крылья приводятся в действие за счет света

Устройства со световым приводом, которые могут преобразовывать свет непосредственно в механическую работу, привлекают внимание, потому что в них отсутствуют провода, и они просты в управлении

В древнегреческой мифологии восковые крылья Икара растаяли, когда он осмелился подлететь слишком близко к Солнцу. В современности исследователи из ACS Applied Materials & Interfaces [1] создали искусственные крылья, которые приводятся в движение за счет солнечного света.

Они говорят, что крошечные крылья, которые могут двигаться даже быстрее, чем крылья бабочек, могут когда-нибудь использоваться в роботах или устройствах для сбора солнечной энергии. Видео, где показаны взмахи крыльев в действии:

Устройства со световым приводом, которые могут преобразовывать свет непосредственно в механическую работу, привлекают внимание, потому что в них отсутствуют провода, и они просты в управлении. Однако, фундаментальным препятствием для их применения является то, что для непрерывного движения гибких механизмов, управляемых светом, обычно требуется периодически переключаемый интенсивный источник света или координация с другим дополнительным оборудованием.

В новом исследовании было продемонстрировано непрерывное движение колеблющегося крыла под воздействием солнечного света посредством использования простой двухслойной структуры нанокристаллического металлического полимера без использования дополнительных аппаратных средств.

Сначала исследователи поставили перед собой задачу разработать гибкую пленку, которая могла бы преобразовывать естественный солнечный свет в колебательные движения без необходимости использования дополнительного оборудования.

Световые характеристики можно контролировать, регулируя размер зерна верхнего нанокристаллического металлического слоя или выбирая металлы с различными термодинамическими параметрами.

Чтобы изготовить устройство, которое исследователи назвали гибким крылом для био-бабочки, они покрыли тонкий полимерный лист нанокристаллической металлической пленкой. Когда на опоре был зафиксирован один конец полосы гибкого крыла и произведена имитация солнечного света, температура полосы увеличилась, а свободный конец свернулся из-за большой разницы в тепловом расширении между слоями металла и полимера.

Затем изогнутая часть гибкого крыла затенила нижний металлический слой, что привело к падению температуры и разворачиванию полосы. Непрерывные циклы изгибания и разворачивания производили колебательное движение с наивысшей достигнутой частотой 4,49 Гц, которое превышает частоту взмахов реальных крыльев бабочки. Это может когда-нибудь использоваться в роботах, имитирующих летающих животных.

Ссылки:

1. https://doi.org/10.1021/acsami.9b20250

Источник: EurekAlert